SU1809253A1 - Heating system heat consumption regulator - Google Patents
Heating system heat consumption regulator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1809253A1 SU1809253A1 SU904884341A SU4884341A SU1809253A1 SU 1809253 A1 SU1809253 A1 SU 1809253A1 SU 904884341 A SU904884341 A SU 904884341A SU 4884341 A SU4884341 A SU 4884341A SU 1809253 A1 SU1809253 A1 SU 1809253A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- unit
- input
- output
- measuring
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Description
Изобретение относится к теплоснабжению городов и поселков и может быть использовано для автоматического регулирования расхода тепла в тепловых сетях, содержащих центробежные электронасосы.The invention relates to heat supply to cities and towns and can be used to automatically control heat consumption in heat networks containing centrifugal electric pumps.
Цель изобретения - повышение точности в регулировании расхода тепла, надежность и простота устройства для регулирования.The purpose of the invention is improving accuracy in regulating heat consumption, the reliability and simplicity of the device for regulation.
Регулятор расхода тепла содержит статический преобразователь мощности, измерительный трансформатор напряжения, измерительный трансформатор тока, узел компенсации потерь в электродвигателе, узел деления давления на мощность, датчик давления на выкиде насоса, датчик давления на приеме насоса, узел вычитания давлений, регулятор напряжений, узел вычитания напряжения, термометр сопротивления на подающем трубопроводе, термометр сопротивления на обратном трубопроводе, мостовую схему измерения разности температур, узел питания мостовой схемы измерения, усилитель схемы измерения разности температур, задатчик расхода тепла, в зависимости от наружной температуры , регулятор задатчика расхода тепла , узел сравнения, усилитель выходной, ключ, исполнительный механизм, источник питания мостовой схемы измерения разности температур, блок управления, причем обмотка напряжения преобразователя мощности подключена к обмотке напряжения измерительного трансформатора напряжения, а токовая обмотка к измерительному трансформатору тока, выход статического преобразователя мощности подан на вход узла компенсации потерь в электродвигателе, а выход с узла компенсации потерь подан на один из входов узла деления давления на мощность, выход датчика давления на выкиде насоса и выход датчика на приеме насоса поданы на входы узла вычитания давлений, а выход узла вычитания давлений подан на второй вход узла деления давления на мощность, выход с которого подан на вход регулятора 5 напряжения, выход с которого подан на вход узла вычитания напряжения, концы термометра сопротивления на обратном трубопроводе подключены в одно плечо мостовой измерительной схемы, а концы дат10 чика термометра сопротивления, установленного на подающем трубопроводе, подключены в смежное плечо мостовой измерительной схемы, в другие два плеча мостовой измерительной схемы подключе15 ны резисторы, вход узла питания мостовой схемы подан на вход блока питания, а выход узла питания мостовой схемы подан на одну из диагоналей мостовой измерительной схемы, а выход с мостовой измерительной 20 схемы подан на вход усилителя мостовой схемы, выход с которого подан на второй вход узла умножения расхода на разность температур, выход с узла умножения подан на один вход узла сравнения, выход задат25 чика тепла подан на вход регулятора задатчика расхода тепла, выход с которого подан на вход выходного усилителя, выход с которого подан на вход ключа, выход с ключа подан на вход исполнительного механизма, 30 а выход с него на регулятор подачи теплоносителя в теплообменник тепловой сети.The heat flow controller contains a static power converter, a voltage measuring transformer, a current measuring transformer, an electric motor loss compensation unit, a pressure division unit for power, a pressure sensor on a pump discharge, a pressure sensor at a pump intake, a pressure subtracting unit, a voltage regulator, a voltage subtracting unit , resistance thermometer on the supply pipe, resistance thermometer on the return pipe, bridge circuit for measuring the temperature difference, power node of the bridge circuit measurements, an amplifier for a circuit for measuring the temperature difference, a heat consumption controller, depending on the outdoor temperature, a regulator for a heat consumption controller, a comparison unit, an output amplifier, a key, an actuator, a power supply for a bridge circuit for measuring the temperature difference, a control unit, and the voltage winding of the converter power is connected to the voltage winding of the voltage measuring transformer, and the current winding to the current measuring transformer, the output of the static power converter is at the input of the loss compensation unit in the electric motor, and the output from the loss compensation unit is fed to one of the inputs of the pressure dividing unit for power, the pressure sensor output on the pump side and the sensor output at the pump intake are fed to the inputs of the pressure subtraction unit, and the output of the pressure subtraction unit fed to the second input of the unit for dividing the pressure by power, the output from which is fed to the input of the voltage regulator 5, the output from which is fed to the input of the voltage subtraction unit, the ends of the resistance thermometer on the return pipe are connected to one arm m the core of the measurement circuit, and the ends of the sensor 10 of the resistance thermometer installed on the supply pipe are connected to the adjacent arm of the bridge measurement circuit, resistors are connected to the other two arms of the bridge measurement circuit, the input of the bridge power supply unit is input to the power supply unit, and the output of the power unit the bridge circuit is fed to one of the diagonals of the bridge measurement circuit, and the output from the bridge measurement circuit 20 is fed to the input of the bridge circuit amplifier, the output of which is fed to the second input of the flow multiplication unit temperature difference, the output from the multiplication unit is fed to one input of the comparison unit, the output of the heat detector 25 is fed to the input of the controller of the heat consumption controller, the output of which is fed to the input of the output amplifier, the output of which is fed to the input of the key, the output from the key is fed to the input of the executive mechanism, 30 and the output from it to the heat carrier supply regulator to the heat network heat exchanger.
На фиг.1 показана схема участка тепловой сети, в которой осуществляется регулирование расхода тепла;Figure 1 shows a diagram of a section of a heat network in which heat consumption is regulated;
на фиг.2 - типовые характеристики на• coca Д2000-34 и новая энергетическая характеристика;figure 2 - typical characteristics on • coca D2000-34 and a new energy characteristic;
на фиг.З - характеристика насоса СЭin Fig.Z - characteristic of the pump SE
1250-140 при различных диаметрах рабочих колес и энергетическая характеристика;1250-140 at various diameters of the impellers and energy characteristic;
на фиг.4 - характеристики насоса ЦИС 180, а также новая энергетическая характеристика;figure 4 - characteristics of the pump CIS 180, as well as a new energy characteristic;
на фиг.5 - структурная схема регулятора расхода тепла.figure 5 is a structural diagram of a heat flow controller.
Тепловая сеть (фиг.1) состоит из источника тепла 1, подающего трубопровода 2, потребителей тепла 3, обратного трубопровода 4, насоса на обратном трубопроводе 5 с электродвигателем 6. Для регулирования расхода тепла потребляемого потребителем измеряется давление на выкиде насоса манометром 7 и на приеме насоса манометром 8, разность температур термометрами 9 и 10. Для измерения расхода тепла имеется устройство 11, а для его регулирования устройство 12.The heating network (Fig. 1) consists of a heat source 1, a supply pipe 2, heat consumers 3, a return pipe 4, a pump on the return pipe 5 with an electric motor 6. To regulate the heat consumption consumed by the consumer, the pressure on the pump side is measured by a manometer 7 and at the intake pump pressure gauge 8, the temperature difference with thermometers 9 and 10. To measure heat consumption there is a device 11, and for its regulation device 12.
Для регулирования расхода тепла необходимо знать значение расхода теплоносителя на обратном трубопроводе, а также разность температур на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.To control the heat flow, it is necessary to know the value of the coolant flow on the return pipe, as well as the temperature difference on the supply and return pipelines of the heating network.
Мгновенный расход тепла равенInstantaneous heat consumption equals
G = c Q ·θ где G - мгновенный расход тепла; .G = c Q · θ where G is the instantaneous heat consumption; .
с - теплоемкость воды;C is the heat capacity of water;
. Q - расход теплоносителя на обратном трубопроводе;. Q is the flow rate of the coolant in the return pipe;
Θ - разность температур в прямом и обратном трубопроводах.Θ - temperature difference in the forward and reverse pipelines.
В предлагаемом регуляторе расхода' тепла расход жидкости производится без установки специальных приборов в поток жидкости, а путем анализа параметров насосной установки.In the proposed controller of the flow rate of heat, fluid flow is made without installing special devices in the fluid flow, but by analyzing the parameters of the pump unit.
Насос 5 служит для подачи жидкости. Основными параметрами центробежных насосов являются: подача Q и развиваемый напор Н в м.вод.ст.. Напор равен максимальной высоте, на которую может подняться жидкость (вода). Напор и подача-величины взаимосвязанные, чем выше развиваемый данным насосом напор, тем ниже его производительность. Поскольку все типовые характеристики насоса сняты на воде с плотностью 100 кг/м3, то вместо напора в м будем в дальнейшем пользоваться давлением в МПа, из расчета 1 МПа равен 100 м напора. Типовая зависимость развиваемого давления от подачи показана на фиг.2 для измерения расхода предлагается ввести в число паспортных ха-, рактеристик насоса новую характеристику’ М-С (фиг.2, фиг.З, фиг.4). Эта характеристика отражает изменение значения потребляемой единицы мощности на создание единицы давления, которую обозначим через М, а соответствующую характеристику через М-С, которая для данного значения подачи равна м-а-£к.Pump 5 serves to supply fluid. The main parameters of centrifugal pumps are: flow Q and the developed pressure N in m.v.st .. The pressure is equal to the maximum height that liquid (water) can rise. Head and feed are interrelated, the higher the head developed by a given pump, the lower its productivity. Since all the typical characteristics of the pump were shot on water with a density of 100 kg / m 3 , instead of pressure in m, we will continue to use pressure in MPa, at the rate of 1 MPa it is equal to 100 m of pressure. A typical dependence of the developed pressure on the supply is shown in Fig. 2; for measuring the flow rate, it is proposed to introduce a new characteristic 'M-C' among the passport and pump characteristics (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4). This characteristic reflects the change in the value of the consumed unit of power to create a unit of pressure, which we denote by M, and the corresponding characteristic through M-C, which for this supply value is m-a-£ k.
где N - мощность на валу насоса;where N is the power on the pump shaft;
Р - разность давлений на приеме и выкиде насоса;P is the pressure difference at the inlet and outlet of the pump;
А, К - постоянные для данного насоса коэффициенты.A, K are constant coefficients for a given pump.
Установлено, что значение характеристики М-С для данного типа насоса, не зависит от величины подачи и остается неизменным. Следовательно, если мы знаем характер изменения мощности на валу насоса при каком-то давлении, то мы можем судить и о подаче насоса.It is established that the value of the M-C characteristic for this type of pump does not depend on the flow rate and remains unchanged. Therefore, if we know the nature of the change in power on the pump shaft at a certain pressure, then we can judge the pump flow.
Для измерения расхода в предлагаемом регуляторе расхода тепла необходимо измерить мощность, потребляемую приводом насоса из сети, а также измерить давление на приеме насоса и давление на выкиде насоса. Кроме того необходимо измерить также разность температур в прямом и обратном трубопроводах тепловой сети. По общей активной мощности путем вычита потерь в электродвигателе находится мощность, действующая на валу насоса. Давление, развиваемое собственно насосом вычисляется путем вычитания от давления на выкиде насоса той части давления, которая действительна на приеме насоса сверх номинального. Это давление равноTo measure the flow rate in the proposed heat flow controller, it is necessary to measure the power consumed by the pump drive from the network, as well as measure the pressure at the pump inlet and the pressure at the pump discharge. In addition, it is also necessary to measure the temperature difference in the forward and reverse pipelines of the heating network. By the total active power by subtracting the losses in the electric motor is the power acting on the pump shaft. The pressure developed by the pump itself is calculated by subtracting from the pressure on the pump side that part of the pressure that is valid at the pump intake in excess of the nominal. This pressure is equal to
Р= Рв-(РП-Рн), где р - давление на выкиде насоса, создаваемое собственно насосом;P = P in - (P P -Rn), where p is the pressure on the pump out created by the pump itself;
. Рв - давление на выкиде насоса; Рп - давление на приеме насоса;. Рв - pressure on the pump discharge; RP - pressure at the pump intake;
Рн - номинальное давление на приеме насоса.PH - nominal pressure at the pump intake.
Для измерения расхода тепла От с целью его регулирования необходимо произвести следующие измерения и вычисления.To measure the heat flow from To in order to regulate it, it is necessary to make the following measurements and calculations.
Для этого на участке тепловой сети с электроцентробежным насосом измеряется: активная мощность, потребляемая электродвигателем привода насоса из сети, а затем вычисляется мощность на валу насоса N, измеряется давление на приеме насоса рп и давление на выкиде насоса^Рв, вычисляется давление, развиваемое собственно насосом Р, температура в подающем трубопроводе Тп и температура в обратном трубопроводе То и по алгоритму:To do this, the following is measured on a section of a heat network with an electric centrifugal pump: the active power consumed by the pump drive electric motor from the network, and then the power on the pump shaft N is calculated, the pressure at the pump inlet p p and the pressure on the pump side ^ Рв are measured, and the pressure developed pump P, the temperature in the supply pipe T p and the temperature in the return pipe To and according to the algorithm:
VV
G = B(A- Ζ χτπ-Το)G = B (A- Ζ χτπ-Το)
Ί осуществляется непрерывное измерение расхода тепла. Затем значение расхода тепла сравнивают с заданным и при расхождении подается команда на регулирование температурного напора в теплообменнике тепловой сети.Ί continuous measurement of heat consumption. Then, the heat consumption value is compared with the set value and, if there is a discrepancy, a command is issued to regulate the temperature head in the heat exchanger of the heat network.
Регулятор расхода тепла 11 (фиг,1) содержит (фиг.5): статический преобразователь мощности 13, который через трансформатор напряжения 14 и трансформатор тока 15 подключен к тепловой сети электродвигателя привода насоса. Узел компенсации потерь в электродвигателе привода насоса 16, напряжение с которого подается на узел деления 17 - давления, развиваемого насосём, на мощность, действующую на валу насоса: датчик давления на выкиде насоса 18, датчик давления на приеме насоса 19, которые связаны с узлом вычитания 20, регулятор напряжения 21, узел вычитания 22, связанный с источником опорного напряжения 23 через масштабный задатчик 24: узел умножения расхода жидкости на разность температур 25: усилитель измерения разности температур 26, который связан с измерительной мостовой схемой 27, термометр сопротивления на подающем трубопроводе 28 и термометр сопротивления на обратном трубопроводе 29; источник питания мостовой схемы измерения 30: задатчик расхода тепла 30, связанный с регулятором задатчика тепла 31: узел сравнения 32, связанный с выходным усилителем 33 и далее с ключом 34, который управляет с исполнительным механизмом 35 регулирующего клапана 36 на теплообменнике 37.The heat flow controller 11 (FIG. 1) contains (FIG. 5): a static power converter 13, which is connected through a voltage transformer 14 and a current transformer 15 to the heating network of the pump drive electric motor. The loss compensation unit in the pump drive motor 16, the voltage from which is supplied to the division unit 17 — the pressure developed by the pump, to the power acting on the pump shaft: pressure sensor on the pump discharge 18, pressure sensor at the pump intake 19, which are associated with the subtraction unit 20, a voltage regulator 21, a subtraction unit 22, connected to a reference voltage source 23 through a scaler 24: a unit for multiplying a liquid flow rate by a temperature difference 25: a temperature difference measuring amplifier 26, which is connected to the measuring mos oic circuit 27, resistance thermometer on the supply line 28 and RTD 29 in the return pipe; a measurement bridge power supply 30: a heat consumption controller 30 connected to a heat controller controller 31: a comparison unit 32 connected to an output amplifier 33 and then to a key 34, which controls the actuator 35 of the control valve 36 on the heat exchanger 37.
Регулятор расхода тепла работает следующим образом. При работающей насосной установке напряжение пропорциональное активной мощности, потребляемой приводным электродвигателем со статического преобразователя мощности 13 через узел компенсации потерь 16 подается на узел деления 17, На этот же узел деления подается напряжение пропорциональное разности давлений на приеме и выкиде насоса, измеряемые датчиками давления 18 и 19 и преобразованное в узле вычитания 20. С узла деления напряжение пропорциональное результату деления давления на мощность поступает через регулятор напряжения 21 в узел вычитания 22, в котором из постоянной составляющей, которая подается от масштабного задатчика 24, вычитается результат деления. Результат вычитания подается на узел умножения 25 расхода на разность температур. Напряжение пропорциональное разности темпе ратур на подающем и обратном трубопроводах, подается через усилитель 26 от измерительной мостовой схемы 27, в одно плечо которой включен термометр сопротивления 28, установленный на подающем трубопроводе, а в другое плечо термометр сопротивления 29, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети. При этом мостовая измерительная схема питается от индивидуального источника напряжения 30. Результат умножения с узла 25 поступает в узел сравнения 31, задающее напряжение на который подается через регулятор 32 от задатчика расхода тепла 33. Результат сравнения поступает на усилитель 34, который в зависимости от полярности результирующего напряжения воздействует на ту или иную цепь ключа 35. который включает исполнительный механизм 36 на закрытие или открытие регулирующего клапана 37 теплоносителя в теплообменнике 38. В некоторых случаях расход тепла может регулироваться путем регулирования давления в подающем трубопроводе клапаном 39.The heat flow controller operates as follows. When the pump installation is running, the voltage is proportional to the active power consumed by the drive motor from the static power converter 13 through the loss compensation unit 16 to the division unit 17. The voltage is proportional to the pressure difference at the pump inlet and outlet, measured by pressure sensors 18 and 19, to the same division unit and transformed in the subtraction unit 20. From the division unit, the voltage proportional to the result of dividing the pressure by power is supplied through the voltage regulator 21 to the subtracting unit 22, in which the division result is subtracted from the constant component that is supplied from the scaler 24. The result of the subtraction is fed to the multiplication unit 25 of the flow rate by the temperature difference. The voltage is proportional to the temperature difference in the supply and return pipelines, is supplied through an amplifier 26 from the measuring bridge circuit 27, in one arm of which a resistance thermometer 28 mounted on the supply piping is included, and in the other arm a resistance thermometer 29 mounted on the return piping of the heating network. In this case, the bridge measuring circuit is powered by an individual voltage source 30. The result of the multiplication from the node 25 is supplied to the comparison unit 31, the voltage to which is supplied through the regulator 32 from the heat consumption controller 33. The comparison result is supplied to the amplifier 34, which, depending on the polarity of the resulting voltage acts on one or another circuit of the key 35. which includes an actuator 36 to close or open the control valve 37 of the coolant in the heat exchanger 38. In some cases, the flow heat can be controlled by adjusting the pressure in the supply pipe by valve 39.
Рассмотренный регулятор расхода тепла может использоваться только при закрытой системе теплоснабжения.The considered heat flow controller can only be used with a closed heat supply system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904884341A SU1809253A1 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Heating system heat consumption regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904884341A SU1809253A1 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Heating system heat consumption regulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1809253A1 true SU1809253A1 (en) | 1993-04-15 |
Family
ID=21546273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904884341A SU1809253A1 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Heating system heat consumption regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1809253A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450313C2 (en) * | 2007-02-08 | 2012-05-10 | Нордик Гётеборг Аб | Heating system control based on required heating power |
| RU2520066C1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Information and measuring system for monitoring of energy saving at production of thermal energy |
| RU2678225C2 (en) * | 2017-05-05 | 2019-01-24 | Валерий Константинович Николаев | Automatic regulator of hydraulic mode of heat network |
-
1990
- 1990-11-22 SU SU904884341A patent/SU1809253A1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450313C2 (en) * | 2007-02-08 | 2012-05-10 | Нордик Гётеборг Аб | Heating system control based on required heating power |
| RU2520066C1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Information and measuring system for monitoring of energy saving at production of thermal energy |
| RU2678225C2 (en) * | 2017-05-05 | 2019-01-24 | Валерий Константинович Николаев | Automatic regulator of hydraulic mode of heat network |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5572985A (en) | Recirculating system with by-pass valve | |
| US4585165A (en) | Means for setting the switching on and off periods of a burner of a hot water heating installation | |
| RU2325591C1 (en) | Automatic regulation of heat flow in heating network for dual-flow heating system | |
| US20050109764A1 (en) | Forced-air heater control system and method | |
| DK2966365T3 (en) | HOT WATER MANAGEMENT | |
| SU1809253A1 (en) | Heating system heat consumption regulator | |
| RU2340835C2 (en) | Automated data system for control and monitoring of heating boiler-house with hot-water boilers operation | |
| JP4528226B2 (en) | Hybrid hot water supply system | |
| SU765601A1 (en) | Open heat supply system | |
| JPH0148474B2 (en) | ||
| CN109307316A (en) | Energy-saving control method and heat exchange station for frequency conversion pump group | |
| US4695052A (en) | Hot water heating system using a heat consumption meter | |
| JP4043437B2 (en) | Distributed hot water storage system for hot water storage tank and distributed hot water storage unit used therefor | |
| RU1809252C (en) | Method for controlling heating system heat consumption | |
| JPH09101059A (en) | Hot-water supply system | |
| JP7341028B2 (en) | heat source device | |
| CN109506282A (en) | It is classified multifunctional pump user unit | |
| RU2761689C2 (en) | System for central heating and hot water supply, operating mode control and heat consumption control | |
| RU67594U1 (en) | WATER PUMP MOTOR CONTROL DEVICE | |
| JP2011112255A (en) | Temperature control system for heating object fluid | |
| JP3947967B2 (en) | Electric water heater | |
| SU1188460A1 (en) | Method of district heating | |
| RU2022235C1 (en) | Method of finding of heat removal in heating system | |
| JP3412940B2 (en) | Microcomputer meter | |
| SU974044A1 (en) | Apparatus for controlling heat consumption for central heating |