RU2769912C1 - Elevator unit control system with regulation of thermal energy consumption - Google Patents
Elevator unit control system with regulation of thermal energy consumption Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769912C1 RU2769912C1 RU2021120746A RU2021120746A RU2769912C1 RU 2769912 C1 RU2769912 C1 RU 2769912C1 RU 2021120746 A RU2021120746 A RU 2021120746A RU 2021120746 A RU2021120746 A RU 2021120746A RU 2769912 C1 RU2769912 C1 RU 2769912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elevator
- heating
- check valve
- pipeline
- control system
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплотехники, а именно к централизованному теплоснабжению жилых, общественных и промышленных зданий, и может быть использована для регулирования расхода тепла в системах отопления зданий и сооружений. Широко известно, что при отоплении зданий возникает необходимость перехода с температурного графика тепловой сети (150/70°С, 130/70°С) на температурный график системы отопления здания (95/70°С, 105/70°С). Передача тепловой энергии от тепловой сети в систему отопления осуществляется путем изменения температуры теплоносителя, которая устанавливается на теплоисточнике (ТЭЦ, котельная) в зависимости от температуры наружного воздуха по заданному температурному графику. По различным причинам теплоисточники могут подавать в тепловую сеть теплоноситель с повышенной температурой как при минусовых, так и при плюсовых температурах наружного воздуха, что приводит к повышенному потреблению тепловой энергии потребителями и перерасходу денежных средств на оплату тепла. Предотвратить данные излишние финансовые расходы можно путем регулирования потребления тепловой энергии в системе теплоснабжения потребителя.The invention relates to the field of heat engineering, namely the district heating of residential, public and industrial buildings, and can be used to control heat consumption in heating systems of buildings and structures. It is widely known that when heating buildings, it becomes necessary to switch from the temperature graph of the heating network (150/70°С, 130/70°С) to the temperature graph of the building heating system (95/70°С, 105/70°С). The transfer of thermal energy from the heating network to the heating system is carried out by changing the temperature of the coolant, which is set at the heat source (CHP, boiler house) depending on the outside temperature according to a given temperature schedule. For various reasons, heat sources can supply a heat carrier with an elevated temperature to the heating network both at sub-zero and positive outside air temperatures, which leads to increased consumption of thermal energy by consumers and overspending money to pay for heat. These excessive financial costs can be prevented by regulating the consumption of thermal energy in the consumer's heat supply system.
Известны различные технические решения в данной области.There are various technical solutions in this field.
Например, известно «УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЕМ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ (ВАРИАНТЫ)» по патенту РФ №2566943.For example, "AUTOMATIC CONTROL DEVICE FOR HEAT ENERGY CONSUMPTION (VERSIONS)" is known according to RF patent No. 2566943.
Устройство автоматического управления содержит подающий и обратный трубопроводы, элеватор и систему отопления, а также насос, блок управления, блок измерения температуры наружного воздуха, блоки Система управления элеваторным узлом с регулированием потребления тепловой энергии измерения температуры теплоносителя, установленные на подающем и обратном трубопроводах. Регулирующий клапан установлен в подающем трубопроводе, его выход связан с первым входом элеватора, а вход через обратный клапан связан с обратным трубопроводом. Циркуляционный насос входом подключен к обратному трубопроводу, а выходом через обратный клапан подключен к выходу водоструйного элеватора. Или параллельно обратному трубопроводу между вторым входом водоструйного элеватора и вторым блоком измерения температуры теплоносителя установлен циркуляционный насос. Или параллельно подающему трубопроводу между выходом водоструйного элеватора и первым блоком измерения температуры теплоносителя установлен циркуляционный насос.The automatic control device contains supply and return pipelines, an elevator and a heating system, as well as a pump, a control unit, an outdoor air temperature measurement unit, blocks. Control system for an elevator unit with regulation of heat energy consumption for measuring the temperature of the coolant installed on the supply and return pipelines. The control valve is installed in the supply pipeline, its outlet is connected to the first elevator inlet, and the inlet through the check valve is connected to the return pipeline. The circulation pump is connected with the inlet to the return pipeline, and with the outlet through the check valve it is connected to the outlet of the water jet elevator. Or a circulation pump is installed parallel to the return pipeline between the second inlet of the water-jet elevator and the second unit for measuring the temperature of the coolant. Or a circulation pump is installed parallel to the supply pipeline between the outlet of the water-jet elevator and the first unit for measuring the temperature of the coolant.
Недостатком известного устройства является возможность нарушения гидравлического режима работы элеватора в процессе погодного регулирования температуры теплоносителя, что приводит к снижению надежности работы всей системы теплоснабжения.The disadvantage of the known device is the possibility of violation of the hydraulic mode of operation of the elevator in the process of weather regulation of the temperature of the coolant, which leads to a decrease in the reliability of the entire heat supply system.
Известно также устройство с элеваторным узлом (В.К. Ильин. Малозатратное решение по ликвидации перетопов в системах отопления. Новости теплоснабжения №5 (май), 2011 г., стр. 45-50), содержащим подающий трубопровод тепловой сети, соединенные последовательно регулятор перепада давления, водоструйный элеватор, вводной трубопровод системы отопления, систему отопления и обратный трубопровод системы отопления и тепловой сети, а также перемычку перед элеватором с повысительно-подмешивающим насосом с частотно-регулируемым электроприводом и гидравлическим вводом из обратного трубопровода через запорную арматуру и гидравлическим выводом через обратный клапан и запорную арматуру в подающий трубопровод тепловой сети после регулятора перепада давления, датчики температуры Недостатком такого элеваторного узла является низкое качество теплоснабжения из-за пониженной циркуляции расхода теплоносителя в системе отопления, что обусловлено накапливающимися за годы эксплуатации загрязнениями и отложениями солей жесткости и окислов железа на поверхностях трубопроводов и отопительных приборов. Пониженная циркуляция приводит к неравномерному прогреву стояков системы отопления, к перегреву помещений верхних этажей здания и недогреву помещений нижних этажей в условиях верхнего розлива системы отопления. Низкое качество теплоснабжения при использовании данного элеваторного узла обусловлено также применением в качестве регулятора перепада давления регулятора «прямого действия», принцип действия которого основан на достижении равновесия между усилиями со стороны регулирующей диафрагмы и настроечной пружины. Работа регулятора «прямого действия» характеризуется большой инерционностью, что приводит к значительной неравномерности регулирования потребления тепловой энергии.It is also known a device with an elevator assembly (V.K. Ilyin. A low-cost solution for eliminating overheating in heating systems. News of heat supply No. 5 (May), 2011, pp. 45-50), containing a heating network supply pipeline connected in series with a regulator differential pressure, water-jet elevator, inlet pipeline of the heating system, heating system and return pipeline of the heating system and heating network, as well as a jumper in front of the elevator with a booster-mixing pump with a frequency-controlled electric drive and hydraulic input from the return pipeline through shutoff valves and hydraulic output through non-return valve and shut-off valves to the supply pipeline of the heating network after the differential pressure regulator, temperature sensors hardness salts and iron oxides on the surfaces of pipelines and heating appliances. Reduced circulation leads to uneven heating of the risers of the heating system, overheating of the premises of the upper floors of the building and underheating of the premises of the lower floors in the conditions of the upper filling of the heating system. The low quality of heat supply when using this elevator assembly is also due to the use of a “direct-acting” regulator as a differential pressure regulator, the principle of which is based on achieving a balance between the forces from the control diaphragm and the tuning spring. The operation of the "direct action" regulator is characterized by a large inertia, which leads to a significant uneven regulation of the consumption of thermal energy.
Известен также патент РФ №188210 «СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕВАТОРНЫМ УЗЛОМ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ», который, как совпадающий по большинству существенных признаков к предлагаемому техническому решению, принят авторами за прототип.Also known is the patent of the Russian Federation No. 188210 "CONTROL SYSTEM OF THE ELEVATOR UNIT WITH REGULATION OF THERMAL ENERGY CONSUMPTION", which, as coinciding in most essential features with the proposed technical solution, is adopted by the authors as a prototype.
Известная система управления элеваторным узлом с регулированием потребления тепловой энергии на основе регулятора перепада давления и свободно-программируемого контроллера с функциями диспетчеризации, к которому подключены частотный преобразователь электропривода повысительно-подмешивающего насоса, датчики давления, подключенные к подающему трубопроводу тепловой сети после регулятора перепада давления и к обратному трубопроводу тепловой сети, или датчик перепада давления между этими трубопроводами. При этом регулятор перепада давления выполнен в виде электрического регулирующего клапана с возвратной пружиной и также подключен к свободно-программируемому контроллеру.The well-known control system for an elevator unit with regulation of thermal energy consumption based on a differential pressure regulator and a freely programmable controller with dispatching functions, to which a frequency converter is connected for the booster-mixing pump electric drive, pressure sensors connected to the supply pipeline of the heating network after the differential pressure regulator and to return pipeline of the heating network, or a pressure drop sensor between these pipelines. In this case, the differential pressure regulator is made in the form of an electric control valve with a return spring and is also connected to a freely programmable controller.
Недостатком прототипа является возникающая в некоторых случаях заниженная циркуляция теплоносителя в системе отопления здания. Заниженная циркуляция возникает при сравнительно низком располагаемом напоре тепловой сети и/или при сравнительно высоком гидравлическом сопротивлении системы отопления. Заниженная циркуляция приводит к неравномерному прогреву стояков системы отопления.The disadvantage of the prototype is the resulting in some cases, underestimated circulation of the coolant in the heating system of the building. Reduced circulation occurs with a relatively low available head of the heating network and / or with a relatively high hydraulic resistance of the heating system. Reduced circulation leads to uneven heating of the risers of the heating system.
Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, является недостаточная надежность и эффективность существующих систем управления элеваторными узлами с регулированием потребления тепловой энергии. Предлагаемое изобретение направлено на решение данной технической проблемы, а именно на создание такой системы управления элеваторными узлами с регулированием потребления тепловой энергии, которая бы, с одной стороны, обеспечивала повышенную надежность при эксплуатации, а, с другой стороны, обеспечивала эффективную - с достаточным уровнем циркуляции теплоносителя - работу системы отопления.Thus, the current technical problem is the lack of reliability and efficiency of existing control systems for elevator units with regulation of thermal energy consumption. The present invention is aimed at solving this technical problem, namely, at creating such a control system for elevator units with regulation of thermal energy consumption, which, on the one hand, would provide increased reliability during operation, and, on the other hand, provide efficient - with a sufficient level of circulation coolant - the operation of the heating system.
Техническим результатом является повышение надежности и эффективности системы управления элеваторными узлами с регулированием потребления тепловой энергии за счет обеспечения увеличения перепада давления перед элеватором в процессе погодного регулирования и повышения вследствие этого циркуляционного расхода воды в системе отопления с одновременным сокращением объема используемого оборудования и снижения, соответственно, затрат денежных средств при реализации системы управления.The technical result is to increase the reliability and efficiency of the control system for elevator units with the regulation of thermal energy consumption by providing an increase in the pressure drop in front of the elevator in the process of weather regulation and, as a result, an increase in the circulation flow of water in the heating system while reducing the amount of equipment used and reducing, respectively, costs. funds in the implementation of the management system.
Технический результат достигается за счет того, что систему управления элеваторным узлом с регулированием потребления тепловой энергии на основе свободно-программируемого контроллера с блоком приема и передачи данных, связанного каналами получения информации с датчиками температуры наружного воздуха и теплоносителя и каналом передачи управляющих команд через частотный преобразователь на электропривод повысительно-подмешивающего насоса, предлагается выполнить без второго контура регулирования, предназначенного для поддержания перепада давления перед элеватором на постоянном уровне, поскольку установка регулятора перепада ограничивает верхнюю величину перепада, т.к. он изначательно устанавливается в контроллере. Предлагаемая же система автоматически подстраивается под текущий перепад давления, чем он больше, тем лучше.The technical result is achieved due to the fact that the control system of the elevator unit with the regulation of thermal energy consumption is based on a freely programmable controller with a data receiving and transmitting unit connected by channels for obtaining information with outdoor air and coolant temperature sensors and a channel for transmitting control commands through a frequency converter to the electric drive of the booster-mixing pump is proposed to be made without a second control loop designed to maintain the pressure drop in front of the elevator at a constant level, since the installation of the differential regulator limits the upper value of the differential, because it is initially set in the controller. The proposed system automatically adjusts to the current pressure drop, the larger it is, the better.
При этом на подающем трубопроводе между узлом ввода тепловой сети и перемычкой с повысительно-подмешивающим насосом вместо электрического регулирующего клапана устанавливается первый обратный клапан.At the same time, the first check valve is installed on the supply pipeline between the heating network input node and the jumper with the booster-mixing pump instead of the electric control valve.
При авариях на подающих трубопроводах тепловых сетей обратный клапан исключает опорожнение системы отопления, предотвращает передавливание теплоносителя из обратного в подающий трубопровод тепловой сети, а также обеспечивает возможность с помощью повысительно-подмешивающего насоса организовать принудительную циркуляцию теплоносителя в системе отопления до устранения аварии на тепловых сетях.In case of accidents on the supply pipelines of heating networks, the non-return valve prevents the heating system from being emptied, prevents the coolant from being squeezed from the return pipeline into the supply pipeline of the heating network, and also provides the ability to organize forced circulation of the coolant in the heating system with the help of a booster-admixture pump until the accident is eliminated on heating networks.
Система, при необходимости, дополнительно комплектуется циркуляционным насосом в контуре отопления, либо подкачивающим насосом в контуре до элеватора.The system, if necessary, is additionally equipped with a circulation pump in the heating circuit, or a booster pump in the circuit up to the elevator.
Таким образом, дополнительными отличиями от прототипа являются следующие технические элементы:Thus, the following technical elements are additional differences from the prototype:
- на вводном трубопроводе системы отопления за водоструйным элеватором может быть установлен циркуляционный насос, подключенный через запорную арматуру, фильтр и второй обратный клапан и оснащенный байпасной перемычкой с третьим обратным клапаном.- on the inlet pipeline of the heating system behind the water-jet elevator, a circulation pump can be installed, connected through shut-off valves, a filter and a second check valve and equipped with a bypass jumper with a third check valve.
- на обратном трубопроводе между системой отопления и водоструйным элеватором может быть установлен циркуляционный насос, подключенный к трубопроводу через запорную арматуру, фильтр и второй обратный клапан оснащенный байпасной перемычкой с третьим обратным клапаном.- on the return pipeline between the heating system and the water-jet elevator, a circulation pump can be installed, connected to the pipeline through shut-off valves, a filter and a second check valve equipped with a bypass jumper with a third check valve.
- на вводном трубопроводе водоструйного элеватора может быть установлен подкачивающий насос, подключенный к трубопроводу через запорную арматуру и второй обратный клапан и оснащенный байпасной перемычкой с третьим обратным клапаном.- a booster pump can be installed on the inlet pipeline of the water-jet elevator, connected to the pipeline through shut-off valves and a second check valve and equipped with a bypass jumper with a third check valve.
- на обратном трубопроводе между водоструйным элеватором и узлом ввода тепловой сети может быть установлен подкачивающий насос, подключенный к трубопроводу через запорную арматуру, фильтр и второй обратный клапан и оснащенный байпасной перемычкой с третьим обратным клапаном.- on the return pipeline between the water-jet elevator and the heating network input unit, a booster pump can be installed, connected to the pipeline through shut-off valves, a filter and a second check valve and equipped with a bypass jumper with a third check valve.
Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами:The essence of the invention is illustrated by the following graphics:
Фиг. 1, на которой приведен первый вариант выполнения системы управления,Fig. 1, which shows the first embodiment of the control system,
Фиг. 2, на которой приведен второй вариант выполнения системы управления,Fig. 2, which shows the second embodiment of the control system,
Фиг. 3, на которой приведен третий вариант выполнения системы управления,Fig. 3, which shows the third embodiment of the control system,
Фиг. 4, на которой приведен четвертый вариант выполнения системы управления,Fig. 4, which shows the fourth embodiment of the control system,
Фиг. 5, на которой приведен пятый вариант выполнения системы управления.Fig. 5 showing a fifth embodiment of the control system.
Обозначения позиций на фигурах:Designations of positions on the figures:
1. Узел ввода тепловой сети (задвижки, фильтры, термометры, манометры, узел учета тепловой энергии, регулятор перепада давления или регулятор ограничитель расхода, при необходимости);1. Heating network input unit (gate valves, filters, thermometers, pressure gauges, heat energy metering unit, differential pressure regulator or flow limiter regulator, if necessary);
2. Свободно-программируемый контроллер;2. Freely programmable controller;
3. Блок приема и передачи данных;3. Block for receiving and transmitting data;
4. Датчик температуры теплоносителя;4. Coolant temperature sensor;
5. Датчик температуры наружного воздуха;5. Outside air temperature sensor;
6. Частотный преобразователь;6. Frequency converter;
7. Подающий трубопровод тепловой сети;7. Supply pipeline of the heating network;
8. Обратный клапан;8. Check valve;
9. Водоструйный элеватор;9. Water jet elevator;
10. Вводной трубопровод системы отопления;10. Inlet pipeline of the heating system;
11. Система отопления;11. Heating system;
12. Обратный трубопровод системы отопления и тепловой сети;12. Return pipeline of the heating system and heating network;
13. Перемычка между подающим и обратным трубопроводами;13. Jumper between supply and return pipelines;
14. Повысительно-подмешивающий насос;14. Boosting and mixing pump;
15. Электропривод;15. Electric drive;
16. Гидравлический ввод из обратного трубопровода;16. Hydraulic input from the return pipeline;
17. Запорная арматура;17. Shut-off valves;
18. Фильтр;18. Filter;
19. Гидравлический вывод в подающий трубопровод тепловой сети;19. Hydraulic output to the supply pipeline of the heating network;
20. Вводной трубопровод водоструйного элеватора;20. Inlet pipeline of the water jet elevator;
21. Циркуляционный насос;21. Circulation pump;
22. Подкачивающий насос.22. Booster pump.
Предлагаемая система управления в отличие от прототипа:The proposed control system in contrast to the prototype:
- не содержит датчиков давления на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, не содержит электрического регулирующего клапана на подающем трубопроводе;- does not contain pressure sensors on the supply and return pipelines of the heating network, does not contain an electric control valve on the supply pipeline;
- содержит обратный клапан 8 на подающем трубопроводе тепловой сети 7.- contains a
Предлагаемая система работает следующим образом. В случае повышения температуры воды, измеряемой датчиком температуры теплоносителя 4, по сравнению с требуемой согласно температурному графику системы отопления, включается повысительно-подмешивающий насос 14 с выходом на необходимую производительность с помощью частотного преобразователя 6 по командам от свободно-программируемого контроллера 2.The proposed system works as follows. In the event of an increase in the water temperature, measured by the coolant temperature sensor 4, compared to that required according to the temperature schedule of the heating system, the booster-mixing
При этом соблюдается следующий баланс расходов воды:In this case, the following balance of water consumption is observed:
Gсети+Gподмес=Gэлев=Gдогов,G networks + G submix \ u003d G elev \ u003d G dogs ,
где Gсети - расход воды из тепловой сети;where G networks - water flow from the heating network;
Gподмес - расход воды в перемычке 13 между подающим и обратным трубопроводами, на которой установлен повысительно-подмешивающий насос 14;G admix - water flow in the
Gэлев - расход воды через сопло элеватора (вводной трубопровод элеватора 20);G elevator - water flow through the nozzle of the elevator (the inlet pipe of the elevator 20);
Gдогов - договорной расход воды из тепловой сети.G dogs - contractual consumption of water from the heating network.
При низких температурах наружного воздуха, когда корректировка температуры воды, подаваемой в систему отопления, не требуется, насос 14 не работает.At low outdoor temperatures, when the temperature of the water supplied to the heating system is not required, the
В этом случаи соблюдаются равенства: Gподмес=0 и Gcети=Gэлев=Gдогов,In this case, the following equalities are observed: G submix = 0 and G networks = G elev = G dogs ,
При этом, если пренебречь незначительным падением давления на обратном клапане, можно утверждать, что перепад давления перед элеватором 9 равен располагаемому напору тепловой сети:In this case, if we neglect the slight pressure drop across the check valve, it can be argued that the pressure drop in front of the
ΔРэлев=Р1-Р2,ΔP elev \ u003d P 1 -P 2 ,
где ΔРэлев - перепад давления перед элеватором;where ΔР elev - pressure drop in front of the elevator;
P1, Р2 - давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети соответственно.P 1 , P 2 - pressure in the supply and return pipelines of the heating network, respectively.
При повышении температуры наружного воздуха начинает работать насос 14, однако давление воды в точке смешения (или давление перед элеватором) не может превысить давление в подающем трубопроводе 7 P1. Если это произойдет, то подающий трубопровод 7 будет перекрыт обратным клапаном 8, приток теплоносителя из тепловой сети прекратится, а температура воды, измеряемая датчиком 4, снизится, частота вращения и соответственно напор насоса также уменьшатся.When the outside air temperature rises, the
Поэтому во всем диапазоне погодного регулирования ΔРэлев=P1-Р2=const, и, соответственно, Gэлев=const.Therefore, in the entire range of weather regulation ΔP elev =P 1 -P 2 =const, and, accordingly, G elev =const.
Таким образом:Thus:
Gcети+Gподмес=Gэлев=constG net +G submix =G elev =const
При этом обеспечивается автогидравлическая подстройка системы управления к вероятному изменению во времени перепаду давления воды в тепловой сети с достижением максимально возможных значений перепада давлений сетевой воды перед элеватором. В результате обеспечивается высокий уровень циркуляции воды в системе отопления.At the same time, auto-hydraulic adjustment of the control system to the probable change in time of the water pressure drop in the heating network is provided with the achievement of the maximum possible values of the network water pressure drop in front of the elevator. As a result, a high level of water circulation in the heating system is ensured.
При постоянном перепаде давления перед элеватором и установленном сопле суммарный расход теплоносителя во вводном трубопроводе элеватора 20 остается постоянным. Кроме того, остается постоянным во всем диапазоне регулирования коэффициент смешения:With a constant pressure drop in front of the elevator and the installed nozzle, the total flow rate of the coolant in the inlet pipeline of the
U=Gпер./Gдог.,U=Gper./Gcon.,
где U - коэффициент смешения элеватора (const);where U is the mixing ratio of the elevator (const);
Gпep. - расход воды, подсасываемый элеватором из обратного трубопровода.Gnep. - water flow sucked by the elevator from the return pipeline.
При увеличении частоты вращения насоса 14 в соответствии с показаниями датчика температуры 4, Gподмес возрастает, a Gcети снижается, что реализует погодную корректировку температуры воды на отопление.With an increase in the speed of the
При использовании предлагаемой системы управления удается достичь:When using the proposed control system, it is possible to achieve:
- увеличения перепада давления перед элеватором в процессе погодного регулирования и повышения вследствие этого циркуляционного расхода воды в системе отопления;- an increase in the pressure drop in front of the elevator in the process of weather regulation and, as a result, an increase in the circulation flow of water in the heating system;
- сокращения объема используемого оборудования и снижения, соответственно, затрат денежных средств при реализации системы управления.- reducing the amount of equipment used and reducing, respectively, the cost of funds in the implementation of the control system.
На практике встречается ситуация, когда насосный циркуляционный напор ΔРн, передаваемый элеватором (водоструйным насосом) в систему отопления [Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление. - М.: Стройиздат, 1991 г. - 336 с.], оказывается недостаточным для преодоления гидравлического сопротивления системы отопления Rco, т.е. оказывается, что ΔPн<Rсо.In practice, there is a situation when the pump circulation head ΔР n transmitted by the elevator (water jet pump) to the heating system [Bogoslovsky V.N., Skanavi A.N. Heating. - M.: Stroyizdat, 1991 - 336 S.], is insufficient to overcome the hydraulic resistance of the heating system R co , i.e. it turns out that ΔP n <R co .
Такая ситуация приводит к снижению циркуляции воды в системе отопления и неравномерному прогреву стояков системы отопления.This situation leads to a decrease in water circulation in the heating system and uneven heating of the risers of the heating system.
Так при работе системы отопления по температурному графику 95/70°С коэффициент смешения U=2,2; при температурном графике 105/70°С: U=1,2 если температурный график сетевой воды источника тепла равен 150/70°С.So, when the heating system is operating according to the temperature schedule of 95/70 ° С, the mixing coefficient is U = 2.2; with a temperature curve of 105/70°C: U=1.2 if the temperature curve of the heat source heating water is 150/70°C.
Принимая ΔРэлев=P1-Р2, имеем:Taking ΔР elev \ u003d P 1 -Р 2 , we have:
Таким образом, снижение циркуляции воды в системе отопления происходит в случае, если:Thus, a decrease in water circulation in the heating system occurs if:
Такие ситуации возможны при сравнительно низком располагаемом напоре тепловой сети (P1-Р2) и/или сравнительно высоком гидравлическом сопротивлении системы отопления Rco.Such situations are possible with a relatively low available head of the heating network (P 1 -P 2 ) and/or a relatively high hydraulic resistance of the heating system R co .
Для предотвращения данной ситуации система управления комплектуется дополнительными насосами.To prevent this situation, the control system is equipped with additional pumps.
Возможна установка циркуляционных насосов на вводном, либо обратном трубопроводах системы отопления с обеспечением последовательной работы с элеватором (водоструйным насосом) для компенсации нехватки циркуляционного напора для преодоления гидравлического сопротивления системы отопления (см. фиг. 2 и фиг. 3). При этом постоянный коэффициент смешения обеспечивает элеватор, а циркуляционный насос компенсирует нехватку напора.It is possible to install circulation pumps on the inlet or return pipelines of the heating system, ensuring consistent operation with the elevator (water jet pump) to compensate for the lack of circulation pressure to overcome the hydraulic resistance of the heating system (see Fig. 2 and Fig. 3). At the same time, the elevator provides a constant mixing ratio, and the circulation pump compensates for the lack of pressure.
Возможна установка подкачивающих насосов на подающем (вводном), либо на обратном трубопроводах до элеватора для увеличения перепада давления перед элеватором, обеспечивающего повышение циркуляционного напора элеватора (см. фиг. 4 и фиг. 5).It is possible to install booster pumps on the supply (inlet) or return pipelines to the elevator to increase the pressure drop in front of the elevator, providing an increase in the circulation head of the elevator (see Fig. 4 and Fig. 5).
Система дополнительно комплектуется циркуляционным, либо подкачивающим насосом только при необходимости, если:The system is additionally equipped with a circulation or booster pump only if necessary, if:
При возникновении аварийных ситуаций (отключение электропитания, обрыв линий связи с датчиками температуры) повысительно-подмешивающий насос 14 отключается, а обратный клапан 8 полностью открывается. После устранения нештатной ситуации система управления автоматически переходит в штатный режим работы с прежними установками.In the event of emergencies (power failure, breakage of communication lines with temperature sensors), the booster-mixing
Удаленная диспетчеризация системы управления обеспечивается по каналам связи, например, через сеть Internet, Ethernet, сотовая связь. Свободно-программируемый контроллер 2 с помощью блока приема и передачи данных 3 передает контролируемые параметры по каналам связи на сервер, на котором работает SCADA-система.Remote dispatching of the control system is provided via communication channels, for example, via the Internet, Ethernet, cellular communication. The freely
Все основные настройки свободно-программируемого контроллера 2 могут быть изменены с диспетчерского пункта, включая коэффициент ПИД-регулирования, температурный график системы отопления, а также смещение температурного графика.All basic settings of the free-
В качестве контроллера, как вариант, может быть использован микропроцессорный свободно-программируемый контроллер МС12 Программно-технического комплекса (ПТК) «Контар» АО «МЗТА» (Московский завод тепловой автоматики) с интерфейсным модулем приема и передачи данных (Weblinker), который имеет функции защиты данных (шифрование и ограничение доступа) и обеспечивает передачу информации о параметрах работы системы управления через сеть Internet на глобальный сервер АО «МЗТА».As a controller, as an option, a microprocessor free-programmable controller MC12 of the Kontar Software and Hardware Complex (PTC) of MZTA JSC (Moscow Thermal Automation Plant) with an interface module for receiving and transmitting data (Weblinker), which has the functions data protection (encryption and access restriction) and ensures the transfer of information about the parameters of the control system via the Internet to the global server of MZTA JSC.
В качестве обратного клапана, как вариант, может быть использован пружинный тарельчатый обратный клапан фирмы «DANFOSS» (Дания).As a check valve, as an option, a spring poppet check valve from DANFOSS (Denmark) can be used.
В качестве повысительно-подмешивающего, циркуляционного и подкачивающего насосов могут быть использованы насосы фирмы «WILO», «GRUNDFOS» (Германия) или аналоги.Pumps from WILO, GRUNDFOS (Germany) or analogues can be used as booster-mixing, circulation and booster pumps.
Ожидаемая экономия тепловой энергии на нужды отопления при реализации заявляемого изобретения составляет не менее 25%, что подтверждается опытом эксплуатации системы управления на объектах г. Санкт-Петербурга.The expected savings in thermal energy for heating needs in the implementation of the claimed invention is at least 25%, which is confirmed by the experience of operating the control system at the facilities of St. Petersburg.
Использование заявляемого изобретения позволяет обеспечить более эффективное и надежное функционирование системы теплоснабжения как в широком диапазоне изменения внешних погодных условий, так и в случае возникновения аварийных ситуаций.The use of the claimed invention allows for more efficient and reliable operation of the heat supply system both in a wide range of changes in external weather conditions, and in case of emergencies.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021120746A RU2769912C1 (en) | 2021-07-14 | 2021-07-14 | Elevator unit control system with regulation of thermal energy consumption |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021120746A RU2769912C1 (en) | 2021-07-14 | 2021-07-14 | Elevator unit control system with regulation of thermal energy consumption |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2769912C1 true RU2769912C1 (en) | 2022-04-08 |
Family
ID=81076035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021120746A RU2769912C1 (en) | 2021-07-14 | 2021-07-14 | Elevator unit control system with regulation of thermal energy consumption |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2769912C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1413366A1 (en) * | 1986-07-30 | 1988-07-30 | Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Мосгазниипроект" | Automated heat supply point |
RU2076281C1 (en) * | 1993-06-28 | 1997-03-27 | Нижегородский сельскохозяйственный институт | Centralized heat supply system |
RU188210U1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-04-03 | Сергей Николаевич Безладнов | SYSTEM OF MANAGEMENT OF THE ELEVATOR UNIT WITH REGULATION OF CONSUMPTION OF HEAT ENERGY |
-
2021
- 2021-07-14 RU RU2021120746A patent/RU2769912C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1413366A1 (en) * | 1986-07-30 | 1988-07-30 | Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Мосгазниипроект" | Automated heat supply point |
RU2076281C1 (en) * | 1993-06-28 | 1997-03-27 | Нижегородский сельскохозяйственный институт | Centralized heat supply system |
RU188210U1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-04-03 | Сергей Николаевич Безладнов | SYSTEM OF MANAGEMENT OF THE ELEVATOR UNIT WITH REGULATION OF CONSUMPTION OF HEAT ENERGY |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10900668B2 (en) | Recirculating fluid heating systems | |
RU2642038C1 (en) | Method of regulation of heat relief for heating buildings and regulation system on its basis (versions) | |
US11226135B2 (en) | Control apparatus and method for combination space and water heating | |
RU2300709C2 (en) | Automated heating station of heating system (variants) | |
EP2587171B1 (en) | Method of controlling a variable delivery pump fitted to a heating system | |
RU2769912C1 (en) | Elevator unit control system with regulation of thermal energy consumption | |
RU2320928C2 (en) | Method of automatic control of combined heat load | |
RU2313730C2 (en) | Method of and device to control operating conditions of heat center at open heat supply system | |
RU188210U1 (en) | SYSTEM OF MANAGEMENT OF THE ELEVATOR UNIT WITH REGULATION OF CONSUMPTION OF HEAT ENERGY | |
GB2507044A (en) | Pipeline turbine with pressure and flow control | |
RU2348061C1 (en) | Automatic building heating adjustment system with automatic setup unit | |
EP3825614A1 (en) | Method for controlling a flow of heat transfer fluid in a district heating/cooling grid, control unit and system | |
RU2629169C1 (en) | Subscriber input of heat supply system of building | |
RU2674713C1 (en) | Heat carrier parameters regulation system on the heat supply source depending on the internal air temperature at consumers | |
RU2415348C1 (en) | Automatic control method of heat load of building, and device for its implementation | |
RU2239751C1 (en) | Method of control of mode of operation of water heating system and device for realization of this method | |
SU1360322A1 (en) | System for combined automatic control of input of mains water | |
RU2566943C1 (en) | Device of automatic control of thermal energy consumption (versions) | |
JP2007255745A (en) | Heat source device, and control method and control program for flow rate of heating medium | |
KR102085777B1 (en) | heating cascade system | |
RU20371U1 (en) | INDIVIDUAL HEAT ITEM HEATING SYSTEM | |
RU2151345C1 (en) | Heat center | |
RU2809460C9 (en) | Device for automatic control of thermal energy consumption | |
RU2741188C1 (en) | Design of individual heat point with independent connection of local heating system | |
RU2372561C1 (en) | Heat station |