RU2509335C2

RU2509335C2 - Устройство для автоматического управления теплопотреблением

Info

Publication number: RU2509335C2
Application number: RU2012113739/08A
Authority: RU
Inventors: Игорь Альбертович Кашманов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "АРГО" (ООО НТЦ "АРГО")
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2014-03-10
Also published as: RU2012113739A

Abstract

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для регулирования расхода тепла в системах отопления зданий и сооружений.

Технический результат заключается в повышении надежности управления теплопотреблением. Для этого предложено устройство для автоматического управления теплопотреблением, которое содержит подающую магистраль, соединенные последовательно ключ, водоструйный элеватор, потребитель тепла со стояковой системой отопления, обратную магистраль, а также блок управления, выход которого подключен ко второму входу ключа, циркуляционный насос, первый вход которого связан с обратной магистралью, второй вход циркуляционного насоса соединен со вторым выходом блока управления, а выход циркуляционного насоса подключен ко второму входу водоструйного элеватора. Устройство включает «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления, где m - количество стояков, входы которых подсоединены к соответствующим «m» выходам с 2-го по (1+m)-й потребителя тепла со стояковой системой отопления, а выходы «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления связаны с соответствующими «m» входами с 1-го по m-й блока управления. 1 ил.

Description

Известно устройство для регулирования теплопотребления, содержащее водоструйный элеватор, выход которого подключен к входу потребителя тепла со стояковой системой отопления, а выход потребителя тепла соединен с обратной магистралью и с первым входом водоструйного элеватора, ко второму входу которого подключена подающая магистраль (Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов. - М.: Издательство АСВ, 2002, с.75).

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает необходимые быстродействие и точность регулирования, поскольку процесс регулирования производится вручную посредством ступенчатого изменения площади поперечного сечения сопла водоструйного элеватора, а также недостатком является ограниченный диапазон регулирования, определяющийся условиями устойчивости работы водоструйного элеватора.

Наиболее близким к заявляемому является «Устройство для автоматического регулирования теплопотребления» (Патент РФ №2400796, G05D 7/00, 2009 г.), принятое за прототип, содержащее подающую магистраль, соединенные последовательно ключ, водоструйный элеватор, потребитель тепла со стояковой системой отопления, обратную магистраль, а также блок управления, выход которого подключен ко второму входу ключа.

Недостатком данного устройства является существенная зависимость его надежности от величины давления теплоносителя в подающей магистрали, определяющего условия устойчивости работы водоструйного элеватора.

Технический результат предлагаемого устройства заключается в повышении надежности управления теплопотреблением.

Технический результат достигается тем, что устройство для автоматического управления теплопотреблением содержит подающую магистраль, соединенные последовательно ключ, водоструйный элеватор, потребитель тепла со стояковой системой отопления, обратную магистраль, а также блок управления, выход которого подключен ко второму входу ключа, циркуляционный насос, первый вход которого связан с обратной магистралью, второй вход циркуляционного насоса соединен со вторым выходом блока управления, а выход циркуляционного насоса подключен ко второму входу водоструйного элеватора. Устройство включает «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления, где m - количество стояков, входы которых подсоединены к соответствующим «m» выходам с 2-го по (1+m)-й потребителя тепла со стояковой системой отопления, а выходы «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления связаны с соответствующими «m» входами с 1-го по m-й блока управления.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит подающую магистраль 1, соединенные последовательно ключ 2, водоструйный элеватор 3, потребитель тепла со стояковой системой отопления 4, обратную магистраль 5 и блок управления 6, выход которого подключен ко второму входу ключа 2, а также циркуляционный насос 7, первый вход которого связан с обратной магистралью 5, второй вход циркуляционного насоса 7 соединен со вторым выходом блока управления 6, а выход циркуляционного насоса подключен ко второму входу водоструйного элеватора 3. Устройство содержит «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки 8_i, где i=1÷m, системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления 4, где m - количество стояков, входы которых подсоединены к соответствующим «m» выходам с 2-го по (1+m)-й потребителя тепла со стояковой системой отопления 4, а выходы «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 связаны с соответствующими «m» входами с 1-го по m-й блока управления 6.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в блоке управления 6 устанавливают период регулирования подачи теплоносителя потребителю тепла со стояковой системой отопления 4 в зависимости от допустимой частоты включения ключа 2, в качестве которого может, например, использоваться нормально открытый отсечной электромагнитный клапан, и от тепловой инерции потребителя тепла со стояковой системой отопления 4, а также задается на первом периоде регулирования длительность импульса подачи теплоносителя потребителю тепла со стояковой системой отопления 4, меньшая или равная периоду регулирования подачи теплоносителя.

Кроме того, блок управления 6 задает уровень скорости подачи теплоносителя из обратной магистрали 5 в водоструйный элеватор 3 циркуляционным насосом 7.

В исходном состоянии первый ключ 2 открыт. Импульс подачи теплоносителя из подающей магистрали 1 под давлением подается через ключ 2 в водоструйный элеватор 3, где смешивается с теплоносителем из обратной магистрали 5, и поступает в систему отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления 4.

Через промежуток времени, равный заданной блоком управления 6 длительности импульса подачи теплоносителя потребителю тепла со стояковой системой отопления 4, ключ 2 закрывается, и теплоноситель не поступает в систему отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления 4.

Циркуляционный насос 7 может быть при этом выключен либо продолжать работать, обеспечивая более равномерное распределение тепла у потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 за счет циркуляции теплоносителя.

Наличие циркуляционного насоса 7 исключает неустойчивость работы водоструйного элеватора 3 при изменении давления теплоносителя в подающей магистрали 1 и улучшает циркуляцию теплоносителя. Неисправность циркуляционного насоса 7 существенного влияния на работу водоструйного элеватора 3 не оказывает вследствие незначительности гидравлического сопротивления циркуляционного насоса 7.

После окончания периода регулирования подачи теплоносителя потребителю тепла со стояковой системой отопления 4 блок управления 6 открывает ключ 2, и процесс регулирования подачи теплоносителя потребителю тепла со стояковой системой отопления 4 возобновляется.

Температура теплоносителя у потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 прямо пропорциональна длительности импульса подачи теплоносителя.

Для уменьшения температуры теплоносителя у потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 уменьшается длительность импульса подачи теплоносителя или производится его циркуляция при закрытом ключе 2 до обеспечения необходимой температуры теплоносителя, контролируемой блоками измерения температуры теплоносителя на входах в стояки 8_i системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления 4.

Коррекция длительности импульсов подачи теплоносителя в систему отопления может осуществляется блоком управления 6 с учетом соотношения заданной температуры и фактической температуры воздуха в отапливаемых помещениях потребителя тепла со стояковой системой отопления 4, а также в зависимости от температуры наружного воздуха.

Например, температура теплоносителя у потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 уменьшается с ростом фактической температуры воздуха в отапливаемых помещениях и с ростом температуры наружного воздуха.

При неравномерном распределении тепла в отапливаемых помещениях потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 устройство обеспечивает локальное поэтажное регулирование распределения тепла в отапливаемых помещениях потребителя тепла со стояковой системой отопления 4.

В этом случае для корректирования теплопотребления на j-м (j=1÷k) этаже k-этажного потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 ключ 2 открывается блоком управления 6 на время t_j:

t_{j} = 4 \cdot V_{j} / (π \cdot v_{п} \cdot d_{п}^{2}), (1)

где V_j - объем теплоносителя на j-м этаже, м³;

v_п - линейная скорость теплоносителя в подающей магистрали, м/с;

d_п - внутренний диаметр подающей магистрали, м.

По истечении времени t_j ключ 2 закрывается, блок управления 6 включает циркуляционный насос 7 и контролирует температуру теплоносителя, измеряемую блоками измерения температуры теплоносителя на входах в стояки 8_i системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления 4.

Как только каждый блок измерения температуры теплоносителя на входах в стояки 8_i системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 зафиксирует снижение температуры теплоносителя до температуры теплоносителя в обратной магистрали 5, блок управления 6 отключает циркуляционный насос 7 через промежуток времени τ_j:

τ_{j} = L_{j} / v_{ц}, (2)

где L_j - длина стояка от входа до j-го этажа, м;

v_ц - линейная скорость циркуляции теплоносителя, м/с.

Доставленный на j-й этаж импульс теплоносителя заданное блоком управления 6 время находится на j-м этаже, после чего блок управления 6 открывает ключ 2, включает циркуляционный насос 7 и процесс подачи теплоносителя в систему отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления 4 возобновляется, а при необходимости повторяется локальное поэтажное регулирование распределения тепла в отапливаемых помещениях потребителя тепла со стояковой системой отопления 4.

Таким образом, реализация предложенного способа позволяет обеспечить высокую надежность управления теплопотреблением в отапливаемых помещениях потребителя тепла со стояковой системой отопления 4.

Claims

Устройство для автоматического управления теплопотреблением, содержащее подающую магистраль, соединенные последовательно ключ, водоструйный элеватор, потребитель тепла со стояковой системой отопления, обратную магистраль, а также блок управления, выход которого подключен ко второму входу ключа, отличающееся тем, что содержит циркуляционный насос, первый вход которого связан с обратной магистралью, второй вход циркуляционного насоса соединен со вторым выходом блока управления, а выход циркуляционного насоса подключен ко второму входу водоструйного элеватора, а также включает «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления, где m - количество стояков, входы которых подсоединены к соответствующим «m» выходам с 2-го по (1+m)-й потребителя тепла со стояковой системой отопления, а выходы «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления связаны с соответствующими «m» входами с 1-го по m-й блока управления.