SU815428A1

SU815428A1 - Apparatus for heating and temperature control mainly in green-houses

Info

Publication number: SU815428A1
Application number: SU792775395A
Authority: SU
Inventors: Илья Михайлович Михайленко; Василий Никитович Судаченко; Виктор Соломонович Зарицкий
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1981-03-23

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(54) DEVICE FOR HEATING AND TEMPERATURE REGULATION

1one

Изобретение относитс к устройствам дл отоплени и регулировани температуры в системах централизованного теплоснабжени крупногабаритных объектов с большой площадью остеклений, например, промышленных цехов, теплиц, павильонов.The invention relates to devices for heating and temperature control in district heating systems for large objects with a large area of glazing, for example, industrial workshops, greenhouses, pavilions.

Известно устройство дл отоплени и регулировани температуры, содержашее .трехходовой клапан, установленный на подаюш ,ем трубопроводе и соединенный с трубопроводом повторной циркул ции, обратный трубопровод, перепускной и байпасный трубопроводы с установленными на них запорными органами, соединенными с датчиками перепадов давлений на смесительном клапане, дроссельную шайбу, циркул ционный насос, установленный на трубопроводе повторной циркул ции, датчики температуры воздуха в отапливаемом помещении и теплоносител 1 .A device for heating and temperature control is known, comprising a three-way valve installed on the supply pipe and connected to the re-circulation pipe, a return pipe, an overflow pipe and a bypass pipe with installed shut-off members connected to pressure difference sensors on the mixing valve, throttle washer, circulation pump installed on the recirculation pipe, sensors for the air temperature in the heated room and heat carrier 1.

Недостатком известного устройства вл етс то, что при быстрых изменени х тепловых потерь наблюдаютс большие отклонени регулируемой температуры объекта, что приводит к неустойчивой работе системы регулировани .A disadvantage of the known device is that with rapid changes in heat loss, large deviations of the controlled temperature of the object are observed, which leads to unstable operation of the control system.

Цель изобретени - повыщение точности регулировани температуры.The purpose of the invention is to increase the accuracy of temperature control.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл отоплени и регулировани . температуры преимущественно в теплицах, содержащее трехходовой смесительный клапан , установленный на подающем трубопроводе и соединенный с трубопроводом повторной циркул ции, обратный трубопровод, перепускной и байпасный трубопроводы с установленными на них запорными органами , соединенными с датчиками перепадов давлений на смесительном клапане, дроссельную щайбу, циркул ционный насос, установленный на трубопроводе повторной циркул ции , датчики температуры воздуха в теплице и теплоносител , дополнительно снабжено эталонным теплообменником, подключенным параллельно теплице, трехходовым перепускным клапаном, установленным на перепускном трубопроводе, обратным клапаном , установленным на обратном трубопроводе между циркул ционным насосом и перепускным трубопроводом, дифференциальным регул торами температуры и перепадом давлений, причем входы дифференциального регул тора температуры подключены к датчикам температуры, установленным на отапливаемом объекте и эталонном теплообменнике , а выходы дифференциальных регул торов подключены к управл ющему элементу трехходового перепускного клапана, соединенного байпасным трубопроводом с трубопроводом повторной циркул ции после циркул ционного насоса.This goal is achieved in that the device is for heating and regulation. temperature predominantly in greenhouses, containing a three-way mixing valve installed on the supply pipe and connected to the re-circulation pipe, a return pipe, an overflow and bypass pipelines with shut-off elements installed on them connected to pressure differential sensors on the mixing valve, throttle plate, circulating a pump installed in the recirculation pipeline, sensors for the air temperature in the greenhouse and the heat carrier are additionally equipped with a reference ton a heat exchanger connected in parallel with the greenhouse, a three-way overflow valve installed in the overflow pipe, a check valve installed in the return pipe between the circulation pump and the overflow pipe, differential temperature regulators and pressure differential, and the inputs of the differential temperature regulator are connected to temperature sensors installed on the heated object and the reference heat exchanger, and the outputs of the differential regulators are connected to the control lementu three-way bypass valve, the bypass conduit coupled to the conduit recirculated after the circulation pump.

Кроме того, параллельно эталонному теплообменнику установлен стабилизатор расхода.In addition, a flow regulator is installed parallel to the reference heat exchanger.

На подающем трубопроводе установлен регул тор давлени «после себ .A pressure regulator is installed on the supply pipe after it.

На чертеже изображена схема устройства .,The drawing shows a diagram of the device.,

Устройство содержит подающий трубопровод 1 и обратный трубопровод 2, подключенный к центральной системе вод ного отоплени , трехходовой смесительный клапан 3, установленный на подающем трубопроводе 1 и соединенный с обратным трубопроводом 2 через трубопровод 4 повторной циркул ции с установленным на нем циркул ционным насосом 5 посто нной производительности . Подающий трубопровод 1 и обратный трубопровод 2 до трехходового смесительного клапана 3 соединены перепускным трубопроводом 6, на котором установлен трехходовой перепускной клапан 7, соединенный с трубопроводом 4 повторной циркул ции, байпасным трубопроводом 8. Датчик 9 температуры отапливаемого объекта 10 и датчик 11 температуры пр мого теплоносител подключены к основному регул тору 12 температуры, выход которого подключен к управл ющему элементу 13 трехходового смесительного клапана 3. Параллельно отапливаемому объекту 10 установлен эталонный теплообменник 14. Дополнительный датчик 15 температуры отапливаемого объекта 10 и датчик 16 температуры эталонного теплообменника 14 подключены ко входам дифференциального регул тора 17 температуры, выход которого подключен к управл юидему элементу 18 трехходового перепускного клапана 7. Параллельно трехходовому смесительному клапану 3 установлены датчики 19 и 20 перепадов давлений, подключенные ко входам дифференциального регул тора 21 перепадов давлений, выход которого подключен к управл ющему элементу 18 перепускного клапана 7. Система содержит обратный клапан 22. Дл исключени в.и ни перепада давлений на отапливаемом объекте 10 на выходную величину эталоного теплообменника 14, параллельно ему -становлен стабилизатор расхода 23.The device contains a supply pipe 1 and a return pipe 2 connected to the central water heating system, a three-way mixing valve 3 installed on the supply pipe 1 and connected to the return pipe 2 through a re-circulation pipe 4 with a fixed circulation pump 5 installed on it performance. The supply pipe 1 and the return pipe 2 to the three-way mixing valve 3 are connected by a by-pass pipe 6, on which a three-way bypass valve 7 is installed, connected to the re-circulation pipe 4, the bypass pipe 8. The sensor 9 of the temperature of the heated object 10 and the sensor 11 of the direct heat carrier temperature connected to the main temperature controller 12, the output of which is connected to the control element 13 of the three-way mixing valve 3. Parallel to the heated object 10 is installed a heat exchanger 14. An additional temperature sensor 15 of the heated object 10 and a temperature sensor 16 of the reference heat exchanger 14 are connected to the inputs of the differential temperature controller 17, the output of which is connected to the control element 18 of the three-way bypass valve 7. Sensors 19 and 20 are installed in parallel with the three-way mixing valve 3 differential pressure connected to the inputs of the differential controller 21 differential pressure, the output of which is connected to the control element 18 of the relief valve 7 The system contains a non-return valve 22. In order to eliminate the differential pressure on the heated object 10 to the output value of the reference heat exchanger 14, the flow regulator 23 is parallel to it.

Дл расширени диапазона регулировани тепловой производительности за счет изменени смесительной характеристики клапана 3 на пр мом трубопроводе 1 установлен регул тор давлени «после себ , а на обратном трубопроводе установлен обратный клапан 22, отдел ющий вход циркул ционного насоса 5 от перепускного трубопровода 6.In order to expand the range of thermal performance control by changing the mixing characteristic of the valve 3, a pressure regulator is installed on the straight pipe 1 after itself, and a check valve 22 is installed on the return pipe separating the inlet of the circulation pump 5 from the overflow pipe 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

При уменьщении температуры на отапливаемом объекте 10, котора измер етс датчиком 9 температуры, регул тор 12 формирует сигнал положительной пол рности, который поступает на управл ющий элемент 13 трехходового смесительного клапана 3. При этом на клапане уменьшаетс расход теплоносител через трубопровод 4 повторной циркул ции и увеличиваетс расход теплоносител по пр мому трубопроводу 1, что приводит к увеличению температуры теплоносител , поступающего на отапливаемый объект 10, и увеличению температуры на нем.When the temperature at the heated object 10, which is measured by the temperature sensor 9, decreases, the controller 12 generates a positive polarity signal, which is supplied to the control element 13 of the three-way mixing valve 3. At the same time, the flow rate of the coolant through the recirculation pipe 4 decreases. the flow rate of the heat transfer fluid through the direct pipeline 1 increases, which leads to an increase in the temperature of the heat transfer fluid entering the heated object 10, and an increase in the temperature on it.

Уменьщение расхода теплоносител через вход трехходового смесительного клапана 3, соединенного с трубопроводом 4 повторной циркул ции, приводи, к увеличению перепада давлени на нем, а увеличение расхода теплоносител на входе трехходового смесительного клапана 3, соединенного с пр мым трубопроводом 1, приводит к уменьщению перепада давлени на ем. Эти перепады измер ютс датчиками 1 20 перепадов, сигналы которых поступают :ia дифференциальный регул тор 21, КОТО: :.й вырабатываReducing the flow rate of the coolant through the inlet of the three-way mixing valve 3 connected to the re-circulation pipe 4 leads to an increase in the pressure drop across it, and the increase in the flow of the coolant at the inlet of the three-way mixing valve 3 connected to the straight line 1 causes the pressure differential to decrease on it. These drops are measured by sensors 1 20 drops, the signals of which are received: ia differential controller 21, CATO::.

ет сигнал обратной пол рп.остц, поступающий на управл ющий элемент 18 пропускного клапана 7, посредством которого уменьщаетс перепуск теплоносител через перепускной трубопровод 6 и увеличиваетс There is a signal to the return field r.ostts, arriving at the control element 18 of the admission valve 7, by which the bypass of the coolant through the bypass pipe 6 is reduced and the

перепуск теплоносител через байпасный трубопровод 8 до тех пор, пока перепады давлений на трехходовом клапане 3 не уравн ютс .bypassing the coolant through the bypass pipe 8 until the pressure differential across the three-way valve 3 is equalized.

При увеличении температуры на отапливаемом объекте 10 выще заданной регул тор 12 вырабатывает сигнал отрицательной пол рности, на трехходовом клапане 3 уменьщаетс расход теплоносител на входе, соединенном с пр мым трубопроводом 1 и увеличиваетс на входе, соединенном с трубопроводом 4 повторной циркул ции.As the temperature on the heated object 10 increases, a predetermined regulator 12 generates a negative polarity signal, on a three-way valve 3, the flow rate of the coolant at the inlet connected to the direct pipe 1 decreases and increases at the inlet connected to the recirculation pipe 4.

При этом уменьшаетс температура теплоносител , поступающего на отапливаемый объект 10, и температура уменьшаетс на нем до тех пор, пока не станет равной заданной.In this case, the temperature of the coolant entering the heated object 10 decreases, and the temperature decreases thereon until it becomes equal to the target value.

Увеличение расхода на входе клапана, соединенного с трубопроводом повторной циркул ции 4, приводит к уменьшению перепада давлений на нем, а уменьшение расхода на входе, соединенного с пр мым трубопроводом 1 приводит к увеличению перепадаIncreasing the flow rate at the inlet of a valve connected to the recirculation pipe 4 results in a decrease in the pressure drop across it, and a decrease in the flow rate at the inlet connected to the straight pipe 1 leads to an increase in pressure

давлений на нем. В этом случае перепускной клапан увеличивает расход теплоносител через перепускной трубопровод 6 и уменьшает расход теплоносител через байпасный трубопровод 8 до тех пор, пока перепады давлений на трехходовом смесительном клапане 3 не уравн ютс .pressures on it. In this case, the overflow valve increases the flow rate of the heat transfer fluid through the flow transfer manifold 6 and reduces the flow rate of the heat transfer fluid through the bypass flow line 8 until the pressure drops on the three-way mixing valve 3 are equalized.

При медленном изменении тепловых потерь процесс воспроизводимый эталонным теплообменником 14 и переходный процессWith a slow change in heat loss, the process is reproduced by the reference heat exchanger 14 and the transition process

на отапливаемом объекте совпадают, и поэтому сигнал на выходе дифференциального регул тора 17 равен нулю.on the heated object coincide, and therefore the signal at the output of the differential controller 17 is zero.

При быстрых изменени х тепловых потерь (например, за счет изменени скорости ветра, солнечной радиации) процесс, воепроизводимый эталонным теплообменником, и переходный процесс на отапливаемом объекте не совпадают во времени, и на выходе дифференциального регул тора 17 по вл етс сигнал рассогласовани . В случае, если переходный процесс на отапливаемом объекте 10 отстает во времени от процесса на эталонном теплообменнике 14, что говорит об ограниченной теплопроизводительности , то на выходе дифференциального регул тора формируетс сигнал положительной пол рности, который поступает на управл ющий элемент 18 перепускного трехходового клапана 7. За счет сигнала положительной пол рности уменьшаетс перепуск теплоносител через трубопровод 6 и увеличиваетс через байпасный трубопровод 8. тем самым увеличива перепад давлений на входе клапана 3,соединенном с пр мым трубопроводом i и уменьша его на другом входе до тех пор, пока за счет дополнительного увеличени температуры теплоносител и его общего расхода переходный процесс на отапливаемом объекте 10 не станет совпадать .с процессом на эталонном теплообменнике 14.With rapid changes in heat losses (e.g., due to changes in wind speed, solar radiation), the process produced by the reference heat exchanger and the transient process on the heated object do not coincide in time, and a mismatch signal appears at the output of the differential controller 17. If the transient at the heated object 10 lags in time from the process at the reference heat exchanger 14, which indicates a limited heat output, then a positive polarity signal is generated at the output of the differential controller to the control element 18 of the three-way valve bypass 7. Due to the positive polarity signal, the bypass of the heat transfer fluid through the pipeline 6 is reduced and increased through the bypass pipeline 8, thereby increasing the pressure drop at the inlet of the cell. connected to the direct pipeline i and reducing it at another inlet until, due to an additional increase in the temperature of the heat transfer fluid and its total consumption, the transient process on the heated object 10 will not coincide with the process on the reference heat exchanger 14.

Сигнал дифференциального регул тора 17 всегда приводит к смещению равновеси перепадов давлений на трехходовом смесительном клапане 3, что в свою очередь измен ет как его смесительную характеристику , так и общий расход теплоносител . Это обеспечиваетс тем, что вход циркул ционного насоса 5 изолирован от перепускного трубопровода 6 обратным клапаном 22, и поэтому вс кое уменьшение перепада давлений на входе клапана 3, соединенном с трубопроводом повторной циркул ции 4, приводит к дополнительному увеличению перепада давлений на другом входе и дополнительному увеличению общего расхода через отапливаемый объект 10. В предельном случае (при крайне быстрых изменени х тепловых потерь), за счет 100°/о-го перепуска теплоносител повторной циркул ции через байпасный трубопровод 8, циркул ционный насос 5 подключаетс последовательно отапливаемому объекту 10 и через него циркулирует двойной расход только пр мого теплоносител , чем достигаетс максимальна теплова производительность.The signal of the differential regulator 17 always leads to a shift in the equilibrium of the pressure drops on the three-way mixing valve 3, which in turn changes both its mixing characteristic and the total flow rate of the coolant. This is ensured by the fact that the inlet of the circulation pump 5 is isolated from the overflow pipe 6 by a check valve 22, and therefore, a decrease in the pressure drop at the inlet of the valve 3 connected to the recirculation pipe 4 leads to an additional increase in the pressure drop at the other inlet and additional increase in the total flow through the heated object 10. In the limiting case (with extremely rapid changes in heat losses), due to 100 ° / o-th bypass of the recirculation coolant through the bypass pipe Water 8, the circulation pump 5 is connected to the sequentially heated object 10 and the double flow rate of the direct heat carrier is circulated through it, which achieves maximum thermal performance.

Дл случа если переходный процесс на тепловом объекте опережает эталонный процесс, что говорит о завыщенной теплопроизводительности , регул тор 17 формирует сигнал отрицательной пол рности, за счет которого увеличиваетс перепуск теплоносител через трубопровод 6 и уменьшаетс через байпасный трубопровод 8. Это приводит к уменьшению тепловой производительности перепада давлений на входе клапана, соединенного с трубопроводом 4, над перепадом давлений на другом входе.For the case, if the transient process at the thermal object is ahead of the reference process, which indicates overestimated heat output, the controller 17 generates a negative polarity signal, which increases the coolant bypass through the pipeline 6 and decreases through the bypass pipeline 8. This leads to a decrease in the thermal performance of the differential pressure at the inlet of the valve connected to the pipe 4, above the differential pressure at the other inlet.

В предельном случае (при крайне быстром уменьшении тепловых потерь), за счет 100%-го перепуска теплоносител из пр мого трубопровода 1, циркул ционный насос 5 подключаетс параллельно отапливаемому объекту 10, что соответствует минимальной тепловой производительности.In the limiting case (with extremely rapid heat losses), due to the 100% heat transfer bypass from the direct pipeline 1, the circulation pump 5 is connected in parallel to the heated object 10, which corresponds to the minimum thermal performance.

Стабилизатор 24 давлени на входе устройства работает только в режимах близких к предельным случа м, т. е. когда расход пр мого теплоносител на объекте 10 равен максимальному или нулю.The pressure stabilizer 24 at the inlet of the device operates only in modes close to the limiting cases, i.e., when the flow rate of the direct heat transfer fluid at the object 10 is equal to the maximum or zero.

В обоих случа х, за счет изменени проходного сечени стабилизатора 24 поддерживаетс необходимое рабочее давление в системе отоплени объекта 10.In both cases, due to a change in the flow area of the stabilizer 24, the required working pressure is maintained in the heating system of the object 10.

Стабилизатор 23 расхода теплоносител на эталонном теплообменнике 14 работает во всех случа х, когда перепады давлений на входах клапана 3 Не равны друг другу и имеют место изменени перепада давлений на объекте 10.The heat flow rate stabilizer 23 at the reference heat exchanger 14 operates in all cases when the pressure drops at the inlets of the valve 3 are not equal to each other and there are changes in the pressure drops at the object 10.

Таким образом, предлагае.мое устройство дает возможность перестраивать гидравлический режим на отапливаемом объекте в зависимости от времени года и погодных условий и позвол ет оптимизировать переходные процессы на нем, повысить точность регулировани температуры и, как следствие, обеспечить экономию тепловой энергии, идущей на отопление объекта.Thus, the proposed device allows you to rebuild the hydraulic mode on the heated object depending on the season and weather conditions and allows you to optimize transients on it, improve the accuracy of temperature control and, as a result, provide savings of thermal energy used for heating the object. .

Claims

1. A device for heating and temperature control, predominantly in greenhouses, containing a three-way mixing valve installed on the supply pipe and connected to the recirculation pipeline.1, return pipe, by-pass n bypass pipelines with shut-off parts installed on them connected with pressure differential sensors on the mixing valve, throttle washer, circulation pump installed on the recirculation pipeline, air temperature sensors in the greenhouse and heat The carrier, characterized in that, with the aim of improving the regulation accuracy, it is additionally equipped with a reference heat exchanger connected in parallel to the greenhouse, a three-way overflow valve installed on the overflow pipe, a backflow valve installed on the return pipe between the circulation pump and the overflow pipe, differential regulators temperature and differential pressure, and the inputs of the differential temperature controller are connected to temperature sensors installed on the heated object and the reference heat exchanger, and the outputs of the differential regulators are connected to the control element of the three-way bypass valve connected to the re-circulation pipe after the circulation pump bypass pipe.

2. A device according to claim 1, characterized in that a flow regulator is installed parallel to the reference heat exchanger.

3. A device according to claim 1, characterized in that a pressure regulator is installed on the supply pipe after it.

Sources of information taken into account in the examination.

1. USSR author's certificate in application number 2445304 / 29-33, cl. F 24 D 3/02, 13.06.77