WO2018070901A1 - Method for controlling a heat supply for heating buildings, and control systems on the basis thereof (variants) - Google Patents

Method for controlling a heat supply for heating buildings, and control systems on the basis thereof (variants) Download PDF

Info

Publication number
WO2018070901A1
WO2018070901A1 PCT/RU2017/000625 RU2017000625W WO2018070901A1 WO 2018070901 A1 WO2018070901 A1 WO 2018070901A1 RU 2017000625 W RU2017000625 W RU 2017000625W WO 2018070901 A1 WO2018070901 A1 WO 2018070901A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
heat
temperature
coolant
heating system
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000625
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович ПЯТИН
Original Assignee
Андрей Александрович ПЯТИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Александрович ПЯТИН filed Critical Андрей Александрович ПЯТИН
Priority to EA201800496A priority Critical patent/EA034941B1/en
Publication of WO2018070901A1 publication Critical patent/WO2018070901A1/en

Links

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
    • F24D10/00—District heating systems
    • 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
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/02—Hot-water central heating systems with forced circulation, e.g. by pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17—District heating

Definitions

  • the invention relates to heat supply, namely, to regulating the heating process of buildings and to schemes of heating units of heating units providing this regulation [F 24 D 10/00].
  • Heating is a technological process of heat supply to a building, which should, by receiving heat energy from the heat carrier, ensure that the constant set air temperature in the heated rooms is not lower than the standard (calculated internal) temperature determined by the Rules for the provision of public services to citizens [ 1], as well as the joint venture Heating, ventilation and air conditioning [2].
  • Connection of a building’s heating system to an external network or to a source of thermal energy can be dependent - with the flow of coolant to the heating system, and also independent - with the flow of coolant from the outside (from the source or network) to the heating heater [3], in which the heat carrier of the heating system is heated.
  • the dependent connection in turn, can be direct (with the supply of external coolant directly to the heating devices) or with an elevator or pump mixing unit (with a mixing pump on the jumper or with a circulation pump on the heating system pipeline) [3].
  • a device for controlling the heat consumption for heating in heating systems (patent RU2485407, IPC F24D3 / 00, 2011), comprising supply and return pipelines, a jumper between them and a mixing pump, a controller for heating heat consumption with water temperature sensors for heating and outdoor temperatures and a control valve with an actuator on the supply pipe, moreover, both the control valve and the mixing pump have actuators with speed controllers in the form of powder electromagnetic couplings connected electrically Respectively registrar outdoor air temperature and water temperature of heating comprising the heat flow regulator for heating.
  • This device This arrangement allows to reduce energy consumption for the mixing pump drive due to the exclusion of the control valve on the jumper, as well as to increase reliability.
  • the difference between this device and the proposed one is the lack of taking into account the set of values that affect the heating, as well as the use of a standard temperature schedule for regulating heating, in which the temperature of the indoor air in the building’s rooms is higher than the standard (calculated) temperature when the outdoor temperature is higher than the calculated heating.
  • This difference causes an excessive consumption of thermal energy for heating and reduces the quality of heating, i.e. accuracy of maintaining internal temperature.
  • a well-known automated heating center of a heating system (patent RU2300709, IPC F24D3 / 08, F24D19 / 10, 2005) containing a supply pipe of a heating network with a flow regulator installed on it; supply and return pipelines of the heating system; a mixing pump on a jumper between them, which is connected through a frequency converter; a heating controller, the inputs of which are connected to the sensors of the temperature of the supply and return water of the heating system, the temperatures of the external and internal air, and the outputs are connected to the input of the drive of the flow controller and the input of the frequency converter.
  • This heat point allows you to save electricity on the mixing pump drive and increase the service life and reliability due to the exclusion of a three-way control valve.
  • this solution has an internal air temperature sensor in a certain (model) building room, which requires that the heat balance of this room corresponds to the building heat balance for any heating mode, i.e. the ratio of the heat fluxes coming into the room (from the room heating system, internal heat generation and solar insolation) and the outgoing fluxes (heat transfer losses and heat consumption for infiltration) should correspond to the ratio of these fluxes (heat balance) for the building.
  • the room temperature will correspond to the average temperature in the building.
  • the indicated condition is difficult to fulfill and internal temperature sensors are rarely used.
  • the solution does not take into account the set of heat-affecting and dynamically changing quantities.
  • the prototype solution has high complexity (many thermostatic valves on heating devices and flow regulators on risers), considerable cost and reliability, reduced due to complexity.
  • the prototype does not have a decision to take into account the many variables that affect the heating process and to reduce hydraulic losses in the heating system due to the maximum possible reduction in flow through the heating system, ensuring the maximum temperature supplied coolant or minimum flow, i.e. regulation of heat supply according to the expanded heating temperature graph and flow chart.
  • the objective and technical result of the invention is to reduce the cost of thermal and hydraulic (mechanical) energy for heating and to improve the quality of the heating process, i.e. accuracy of maintaining a constant temperature of the internal air.
  • the specified task and technical result is achieved by a coordinated change the temperature and flow rate of the coolant supplied to the heating system in accordance with the heating control equation, including, as a special case, ensuring a minimum flow rate and minimum hydraulic losses in the heating system, taking into account both the temperatures of the external and internal air, as well as many other influencing, including dynamically changing values: parameters of the calculated operating mode of the system, environmental parameters, external heat supply and characteristics of the heating system, heat protection Managements, internal heat and equipment of a heat point.
  • a method of regulating the heating of a building characterized by supplying a coolant to the heating system and regulating it by an automated control unit by opening and closing the control valve (s) and / or by changing the pressure characteristic of the installed pump (s) by the operation of its regulator (s) and / or by changing the number of working pumps in the coolant preparation unit, the heating system, which, using the automated heating control unit, regulates the temperature under Vai and / or the return water and / or a flow of heating control equation expressed by the formula:
  • t col (2) ⁇ ⁇ 3 (2) is the heat carrier temperature determined by the sensors, the “ ⁇ ” sign in the formula should be used as “+” for the supplied heat carrier and “-” for the return heat carrier; G co is the flow rate determined by the sensor or otherwise; t B , t H - the set average temperature of the indoor air in the building supported by the regulation and the current temperature of the outdoor air, respectively; as well as the values specified or determined during the design or during the energy audit of the building and its heating system: ⁇ , ⁇ , ⁇ , Q 0 T are the parameters of the calculated (design) operating mode of the heating system: coolant cooling, temperature head, heat capacity and theoretical heating heat load, respectively; as well as n, p, k c0 , f co - characteristics of heating appliances and heating systems: indicators of the degree of non-linearity of heat transfer from the temperature head and flow, the coefficients of relative heat transfer and the relative area of the system, respectively; q 0 , V H , réelle - building characteristics
  • the heating control unit they regulate the temperature and flow rate of the supplied coolant according to the temperature and flow rate schedules, maintaining the maximum possible and / or permissible temperature or, if this is not possible, the minimum possible and / or allowable flow based on the condition:
  • ⁇ TM ⁇ is the maximum allowable (according to standards or other conditions) or the maximum possible temperature under the condition of external heat supply, not exceeding the maximum allowable
  • G ° " T is the flow rate of the coolant to the heating system according to the equation of heating control when supplying the coolant with the maximum temperature ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ;
  • G TM in is determined from the design calculations or energy audit of the building and its heating system or in any other way the minimum possible and / or admissible under the condition of thermal and hydraulic stability of the heating system flow rate of the heat carrier through it; other values are similar to those previously considered.
  • control valve (s) and / or booster pump (s) with or without regulator (s) and / or by changing the number of switched-on pumps, the flow rate from the outside to the system is changed and regulated heating fluid flow.
  • the flow rate of the heat carrier flow coming from outside is changed to the mixing point, mainly regulating the temperature of the heat carrier supplied to the heating system, and the regulation Basically, the flow of coolant to the heating system is carried out by changing the pressure characteristics of the mixing or circulating pump (s) when applying the controller (s) and / or changing the number of pumps turned on, and / or changing the hydraulic
  • the resistance of the contour of the building heating system further adjusts klapa- prefecture (s).
  • the flow rate of the incoming coolant flow to the heating heater is changed by adjusting the temperature of the coolant supplied to the heating system, and the control, mainly, of the flow of coolant to the heating system is carried out by changing the pressure characteristics of the circulation pump (s) when applying the controller (s) and / or changing the number of pumps turned on and / or changing the hydraulic resistance of the building heating circuit m control valve (s).
  • the first option is a system for regulating the heat supply for heating according to the claimed method, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; a control system for heat removal with an automated control unit, with the exception of that, in the unit for preparing the heat carrier for heating, the control valve (s) is located on the supply and / or return heating pipelines and / or booster pump (s) with or without regulator (s), as well as heat carrier parameters sensors.
  • the second option is a system for controlling the heat supply for heating according to the claimed method, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; heat release control system with an automated control unit, with the exception of This unit for the preparation of the heating medium for heating has a mixing line between the supply and return heating pipelines with a valve made to prevent backflow of the heating medium, and the main control valve is located on the supply pipe to the point of mixing with the flow from the mixing pipeline valve (s) or a three-way control valve is installed at the mixing point, and on the mixing line there is a mixing pump (s) with or without regulator (s), and / or on the supply and / or return pipe - heating system wires (s) have a circulation pump (s) with or without regulator (s), and / or an additional control valve (s) has been installed, and coolant parameters sensors have been installed.
  • the third option is a system for controlling the heat supply for heating according to the claimed method, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; a heat release control system with an automated control unit, with the exception of that, the heat carrier preparation unit for heating has a heating heater for heating the coolant, moreover, on the external coolant pipe, When connected to the heating heater, the main control valve (s) is located, and on the supply or return pipe of the heating system there is a circulation pump (s) with or without controller (s), and / or an additional control valve (s) is installed ), and also installed us aid parameters of the coolant.
  • FIG. 1 shows an example of a functional relationship for one heating mode of a conventional building.
  • FIG. Figure 2 shows an example for a domestic heating graph, a graph of heating heat load and indoor air temperature, which shows an increase in indoor air temperature due to an increase in the proportion of internal heat release in the heat balance of the heating with an increase in the outdoor temperature.
  • FIG. Figure 3 shows an example of an optimal - extended temperature graph of deep cooling and a corresponding flow graph that provide minimum heating and hydraulic (mechanical) energy costs.
  • FIG. Figure 4 shows a method for controlling heat supply from a heating unit to a building heating system using the heating control equation when there is no possibility of lowering the temperature of the heat carrier in the heat station and by adjusting it by changing the flow rate of the heat carrier.
  • FIG. Figure 5 shows a method for regulating heat supply from a heating unit to a building heating system using the heating control equation, including an expanded heating temperature schedule, if it is possible to lower the temperature of the heating medium in the heating unit by using a mixing circuit or a heater heating and regulation by changing the temperature and flow rate .
  • FIG. 6 shows a diagram of a heating unit without reducing the temperature of the heat carrier supplied to the heating system of the building and with flow control through the heating system in accordance with the control equation.
  • FIG. 7 shows a diagram of a heating unit with the possibility of lowering the temperature of the coolant supplied to the heating system of the building due to the operation of the mixing unit with the location of the mixing pump (s) on the pipeline to the mixing point and controlling the heat supply according to the equation for heating control and / or extended temperature and heating graphs.
  • FIG. Figure 8 shows a diagram of a heating unit assembly with the possibility of reducing the temperature of the coolant supplied to the heating system of the building due to the operation of the mixing unit with the location of the circulation pump (s) on the heating supply pipe and controlling the heat supply according to the equation for heating control and / or for the expanded temperature heating schedule and flow chart.
  • FIG. 9 shows a diagram of a heating unit assembly with the possibility of reducing the temperature of the coolant supplied to the heating system of the building due to the operation of the mixing unit with the location of the circulation pump (s) on the return heating pipe and controlling the heat supply according to the heating control equation and / or according to the extended heating temperature schedule and flow chart.
  • FIG. 10 shows a diagram of the node of the heat point with the possibility of reducing the temperature the temperature of the coolant supplied to the heating system of the building when the system is independently connected via a heating heater and regulating heat supply according to the equation for heating control and / or according to the expanded temperature schedule of heating and the flow rate schedule.
  • the claimed invention is based on the following theory.
  • the maximum temperature of the coolant supplied to the heating system for example, according to sanitary standards
  • the minimum flow rate for example, under the condition of hydraulic and thermal stability of the heating system).
  • FIG. 1 An example of the indicated functional dependence for one heating mode of a conventional building is given in [5] and in Fig. 1, which shows the lines of dependence of the temperature of the direct and return water of the heating system for different outdoor temperatures on the relative water flow, taking into account restrictions on the maximum permissible temperature of 95 ° C and on the minimum permissible flow rate of the supplied coolant is 40% of the estimated flow rate.
  • a schedule for changing one parameter for example, the temperature of the coolant supplied to the heating system - according to the standard heating schedule and, in accordance with the heating control equation and taking into account all the influencing quantities, determine the required coolant flow rate that allows maintaining the specified the average internal temperature in the building at any current outdoor temperature.
  • a schedule for a change in another parameter - the flow rate of the coolant in the heating system for example, set its constant value and, in accordance with the heating control equation and taking into account all the influencing quantities, determine the required temperature of the supplied coolant.
  • it is possible to set an arbitrary schedule according to The change in temperature and flow rate of the coolant supplied to the heating system is connected according to the control equation, which ensures the maintenance of a constant and set average internal temperature in the building.
  • the maximum energy efficiency of the process is ensured by the maximum reduction of water flow through the system with deeper cooling. Due to the fact that a decrease in the flow rate requires an increase in the temperature of the water supplied to the heating system (and vice versa), the possibility of reducing the flow rate is limited either by the maximum allowable water temperature or the minimum allowable flow rate of water in the heating system.
  • a heat carrier is supplied to the heating system with the maximum allowable temperature or with the maximum possible temperature according to the condition of external heat supply and, accordingly, with the minimum possible optimum flow rate according to the heating regulation equation.
  • the flow rate reaches the minimum possible level in hydraulics or an acceptable level according to the condition of the thermal or hydraulic stability of the heating system, the flow rate of the heat carrier is set to minimum, and the temperature of the supplied coolant is determined by the heating control equation.
  • the heating regulation schedule is not constant (fixed), but adaptive (dynamic), i.e. depends on the current value of many quantities affecting heating that are part of the control equation.
  • the indicator G of the hydraulic characteristic of the heating system [3] increases, which enhances the phenomenon of self-regulation of heat output from heating devices, t. e. hydraulic and thermal stability of the heating system and, accordingly, increases the possibility of reducing water consumption.
  • the heat carrier for the heating system is prepared at the individual heat point (ITP) of the building, to which the heat carrier either comes from the building’s own heat generator (boiler room), or from the heat supply network external to the building from the heat supply source (boiler room, thermal power station, central heat supply point - central heating network etc.).
  • a mixing unit is installed in the ITP, in which, by mixing cooled return water (heat carrier) with the incoming water (coolant), the temperature of the water (coolant) supplied to the heating system is reduced to lower values or a heating heater is installed in the ITP. If there is no mixing unit in the ITP, i.e.
  • the source when the heating system is directly connected to the heat source (building heat generator, central heating), the source, for the implementation of high-quality and energy-efficient heating, must release the heat carrier into the heating system according to the control equation, including, as a special case, according to the extended temperature schedule and a flow chart taking into account the values affecting the heating values.
  • the heating medium is supplied with the set temperature and flow rate in accordance with the heating regulation equation, including, as a special case, according to the extended temperature schedule and flow chart, which is performed due to the operation of the control valve (s) of the flow of the heating external heat carrier and the control valve (s) for the heat carrier flow of the heating system and / or the controlled drive (regulator) of the circulation pump (s) or changes in the number of working pumps, as well as the operation of the automated control unit.
  • the automated heating control unit operates with a control valve (s) and / or an adjustable drive (controller) of the pump (s) according to the control equation introduced in its operation algorithm, based on dynamically changing sensor signals, as well as given parameters (working / non-working time, periods according to hours of the day, the temperature of the internal air, the boundaries of the flow rate and temperature of the coolant, the area of the heating devices, their heat transfer coefficient, the heating characteristic of the building, etc.).
  • the method of regulating the heat supply from the heat point to the heating system 1 of building 2 of Fig. 4 in the absence of a decrease in water temperature T1 T1 C0 from an external heat
  • the heat supply network consists in creating the operation of the heat carrier preparation unit 3 of the heat point 4, containing an automated control unit 5 and equipment that affects the flow rate, based on the signals of sensors 6 (including the return water temperature sensor T2 co ) and the specified parameters such a heat carrier flow through the heating system G co in accordance with the heating control equation, which ensures a constant average air temperature in the building.
  • a method for regulating the heat supply from the heat point to the heating system 1 of building 2 of FIG. 5 in the presence of a decrease in the temperature T1 of the coolant from the outside consists in creating a unit 3 for preparing the coolant (unit with mixing through the mixing line 7 from the return stream 8, or the unit with a heating heater) based on the signals of sensors 6, including the return water temperature sensor T2 C0 , the coolant flow through the supply pipe 9 to the heating system 1 with temperatures T1 C0 ⁇ T1 and flow G co according to the heating control equation, which is ensured by the operation of the automated control unit 5 according to the initial signals of the sensors b and other parameters, including the set temperature of the internal air.
  • Another way to control the heat supply from the heat point to the heating system 1 of building 2 of FIG. 5 is to use an extended temperature schedule and an appropriate flow chart, which ensures a minimum flow of heat carrier through the heating system.
  • the device of the heat point of FIG. 6, without changing the temperature of the coolant contains the main control valve (s) 10 and / or boost pump (s) 11 with regulator (s) 12 located on the supply and / or return pipes of the heating system, as well as coolant temperature sensors T co i and T co2 in these pipelines.
  • These devices allow you to change the flow rate of the coolant through the heating system 1 of the building according to the control signals from the automated control unit 5 after it processes the source signals of the sensors 6, including temperature sensors T co i and T co2 , and other parameters.
  • a regulator 12 of a pump it is generally understood either an electronic frequency-controlled drive, or an electromagnetic powder coupling, or a hydraulic coupling, or any other device that changes the rotor (shaft) speed hydraulic part of the pump and its pressure characteristic.
  • a regulator 12 of a pump it is generally understood either an electronic frequency-controlled drive, or an electromagnetic powder coupling, or a hydraulic coupling, or any other device that changes the rotor (shaft) speed hydraulic part of the pump and its pressure characteristic.
  • their total pressure characteristic can be changed by turning the pumps on separately,
  • the method of FIG. 4 in which the flow rate through the heating system is changed in accordance with the heating control equation, including the extended temperature schedule, which ensures a constant air temperature in the building.
  • the building maintains a constant temperature and reduces or eliminates the cost (loss) of thermal energy arising from overheating (overheating of the premises) when using a standard heating or domestic heating temperature schedule.
  • a three-way control valve can be installed at mixing point 18 and
  • the heating system pipelines are equipped with sensors for the parameters of the coolant, including, but not exclusively, temperature sensors T coi and T co2 .
  • Schemes of the device of thermal points in FIG. 7, 8 and 9 implement a method for controlling the heat supply to heating of FIG. 5. They work as follows.
  • the main control valve (s) 10 changing the flow rate of the incoming coolant flow 17 to the mixing point 18, mainly regulates the temperature of the flow of coolant 9 supplied to the heating system
  • the additional control valve (s) 20 changing the hydraulic resistance of the heating system circuit 1 of building 2 and the flow rate through the mixing pump (s) 14 (Fig. 7) and preventing the return of the coolant (check) valve 16 to the mixing point 18 or the flow rate through the circulation pump (s) 21 ( Fig. 8, 9) regulates mainly the flow rate and the coolant in the supply pipe 9 to the heating system 1.
  • the flow rate of the coolant through the mixing pump (s) 14 (Fig. 7) or through the circulation pump (s) 21 (Fig. 8, 9) and, accordingly, the flow rate of the coolant 9 heating system 1 can be controlled by changing the pressure characteristics of the mixing pump (s) 14 or circulation pump (s) 21 when applying the regulator (s) 19 of the pump (s), as well as changing the number of working pumps.
  • the device of the heat point of FIG. 10 with decreasing or preserving (neglecting the heat transfer temperature head) the temperature of the supplied coolant when the heating system is independently connected to an external network (heat source) through the heater 22, has a pipe 17 from the outside of the coolant, on which before and / or after the heater 22, the main control valve (s) 10 is located, and the circulation pump (s) 21 is located on the pipeline of the heating circuit, and for regulation by the method of FIG.
  • the circuit of FIG. 10 works as follows.
  • the main control valve (s) 10 changing the flow rate of the incoming coolant flow 17 to the heating heater 22, controls the temperature of the flow 9 supplied to the heating system, and the additional control valve (s) 20, changing the hydraulic resistance of the heating circuit controls the flow rate 9 in the heating system 1.
  • the flow rate of the coolant through the circulation pump (s) 21 and, accordingly, in the heating system can be controlled by changing the pressure characteristic of the circulation pump (s) 21 when applying nii regulator (s) 12 of the pump (s), as well as changing the number of working pumps.

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)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Abstract

The invention relates to a heat supply system, specifically to control of a process for heating a building, and to circuits of heating units of heat supply stations, which provide for said control. The flow rate of a stream of heat-transfer agent entering a mixing point or a heater from the outside is adjusted with the aid of a main control valve, thereby essentially controlling the temperature of the heat-transfer agent being supplied to a heating system, and the flow rate of the heat-transfer agent into the heating system is controlled by adjusting the discharge characteristics of a mixing or circulating pump with the use of a regulator, or by adjusting the hydraulic resistance of the heating system circuit of a building using an additional control valve. The temperature and flow rate of the heat-transfer agent being supplied to a heating system are adjusted in a coordinated manner in accordance with a heating control equation, taking into account the external and internal air temperatures, various parameters of the planned operating regime of the system, the external environment and an external heat supply system, and characteristics of the heating system, the thermal insulation of the building, internal heat emissions, and the equipment of the heat supply station.

Description

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ И СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ (ВАРИАНТЫ)  METHOD FOR REGULATING HEAT RELAX FOR HEATING BUILDINGS AND REGULATING SYSTEM ON ITS BASIS (OPTIONS)
ОПИСАНИЕ DESCRIPTION
Изобретение относится к теплоснабжению, а именно к регулированию процесса отопления зданий и к схемам узлов отопления тепловых пунктов обеспечивающих дан- ное регулирование [F 24 D 10/00]. The invention relates to heat supply, namely, to regulating the heating process of buildings and to schemes of heating units of heating units providing this regulation [F 24 D 10/00].
Отопление - технологический процесс теплоснабжения здания, который должен за счет получения тепловой энергии от теплоносителя обеспечивать в течение отопи- тельного периода поддержание в отапливаемых помещениях постоянной заданной температуры воздуха не ниже значения нормативной (расчетной внутренней) темпера- туры, определяемой Правилами предоставления коммунальных услуг гражданам [1], а также СП Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха [2]. Heating is a technological process of heat supply to a building, which should, by receiving heat energy from the heat carrier, ensure that the constant set air temperature in the heated rooms is not lower than the standard (calculated internal) temperature determined by the Rules for the provision of public services to citizens [ 1], as well as the joint venture Heating, ventilation and air conditioning [2].
Подключение системы отопления здания к внешней сети или к источнику тепло- вой энергии может быть зависимым - с поступлением теплоносителя в систему отопле- ния, а также независимым - с поступлением теплоносителя извне (от источника или се- ти) в подогреватель отопления [3], в котором нагревается теплоноситель системы ото- пления. Зависимое подключение, в свою очередь может быть непосредственное (с по- дачей внешнего теплоносителя прямо в отопительные приборы) или с элеваторным или насосным узлом смешивания (с подмешивающим насосом на перемычке или с цирку- ляционным насосом на трубопроводе системы отопления) [3].  Connection of a building’s heating system to an external network or to a source of thermal energy can be dependent - with the flow of coolant to the heating system, and also independent - with the flow of coolant from the outside (from the source or network) to the heating heater [3], in which the heat carrier of the heating system is heated. The dependent connection, in turn, can be direct (with the supply of external coolant directly to the heating devices) or with an elevator or pump mixing unit (with a mixing pump on the jumper or with a circulation pump on the heating system pipeline) [3].
Известно устройство для регулирования расхода тепла на отопление в системах теплоснабжения (патент RU2485407, МПК F24D3/00, 2011 г.), содержащее подающий и обратный трубопроводы, перемычку между ними с насосом смешения, регулятор рас- хода тепла на отопление с датчиками температуры воды на отопление и температуры наружного воздуха и регулирующий клапан с приводом на подающем трубопроводе, причем и регулирующий клапан и насос смешения имеют приводы с регуляторами ско- рости вращения в виде порошковых электромагнитных муфт, соединенных электриче- ски, соответственно, с регистраторами температуры наружного воздуха и температуры воды на отопление, входящими в регулятор расхода тепла на отопление. Данное уст- ройство позволяет снизить энергозатраты на привод насоса смешения за счет исключе- ния регулирующего клапана на перемычке, а также повысить надежность. A device is known for controlling the heat consumption for heating in heating systems (patent RU2485407, IPC F24D3 / 00, 2011), comprising supply and return pipelines, a jumper between them and a mixing pump, a controller for heating heat consumption with water temperature sensors for heating and outdoor temperatures and a control valve with an actuator on the supply pipe, moreover, both the control valve and the mixing pump have actuators with speed controllers in the form of powder electromagnetic couplings connected electrically Respectively registrar outdoor air temperature and water temperature of heating comprising the heat flow regulator for heating. This device This arrangement allows to reduce energy consumption for the mixing pump drive due to the exclusion of the control valve on the jumper, as well as to increase reliability.
Отличием данного устройства от предлагаемого является отсутствие учета мно- жества влияющих на отопление величин, а также использование для регулирования отопления нормативного температурного графика, при котором температура внутрен- него воздуха в помещениях здания завышена от нормативной (расчетной) при темпера- турах наружного воздуха выше расчетной отопительной. Данное отличие вызывает из- быточный расход тепловой энергии на отопление и снижает качество отопления, т.е. точность поддержания внутренней температуры.  The difference between this device and the proposed one is the lack of taking into account the set of values that affect the heating, as well as the use of a standard temperature schedule for regulating heating, in which the temperature of the indoor air in the building’s rooms is higher than the standard (calculated) temperature when the outdoor temperature is higher than the calculated heating. This difference causes an excessive consumption of thermal energy for heating and reduces the quality of heating, i.e. accuracy of maintaining internal temperature.
Известен автоматизированный тепловой пункт системы отопления (патент RU2300709, МПК F24D3/08, F24D19/10, 2005 г.) содержащий подающий трубопровод тепловой сети с установленным на нем регулятором расхода; подающий и обратный трубопроводы системы отопления; насос смешивания на перемычке между ними, ко- торый подключен через частотный преобразователь; регулятор отопления, входы кото- рого соединены с датчиками температур подаваемой и обратной воды системы ото- пления, температур наружного и внутреннего воздуха, а выходы соединены со входом привода регулятора расхода и входом частотного преобразователя. Данный тепловой пункт позволяет экономить электроэнергию на привод насоса смешивания и повысить срок службы и надежность благодаря исключению регулирующего трехходового клапа- на.  A well-known automated heating center of a heating system (patent RU2300709, IPC F24D3 / 08, F24D19 / 10, 2005) containing a supply pipe of a heating network with a flow regulator installed on it; supply and return pipelines of the heating system; a mixing pump on a jumper between them, which is connected through a frequency converter; a heating controller, the inputs of which are connected to the sensors of the temperature of the supply and return water of the heating system, the temperatures of the external and internal air, and the outputs are connected to the input of the drive of the flow controller and the input of the frequency converter. This heat point allows you to save electricity on the mixing pump drive and increase the service life and reliability due to the exclusion of a three-way control valve.
В отличие от предлагаемого, в данном решении имеется датчик температуры внутреннего воздуха в некотором (модельном) помещении здания, что требует соот- ветствия теплового баланса этого помещения тепловому балансу здания для любого режима отопления, т.е. соотношение приходящих в помещение тепловых потоков (от системы отопления помещения, внутренние тепловыделения и солнечная инсоляция) и уходящих потоков (потери теплопередачей и затраты тепла на инфильтрацию) должно соответствовать соотношению данных потоков (тепловому балансу) для здания. В этом случае температура воздуха в помещении будет соответствовать средней температуре воздуха в здании. Указанное условие сложно выполнимо и датчики температуры внут- реннего воздуха редко применяются. Кроме того, в решении отсутствует учет множест- ва влияющих на отопление и динамически изменяющихся величин. В известном решении, выбранном в качестве прототипа (патент RU2473014, МПК F24D3/00, 2011 г.) предлагается способ регулирования отпуска тепла в однотрубной системы теплоснабжения (отопления), в котором система отопления имеет отопитель- ные приборы с термостатическими клапанами и с замыкающими участками (байпаса- ми), а регулирование отпуска тепла выполняется изменением температуры подаваемо- го в систему отопления теплоносителя в зависимости от внешних параметров (наруж- ной температуры и т.д.), а также изменением расхода через отдельные стояки и, соот- ветственно, через систему отопления за счет работы установленных на выходящих уча- стках стояков регуляторов расхода в зависимости от внутренней уставки (настройки) температуры данных регуляторов или уставки заданного (постоянного) расхода через них, и как вариант, управления ими по сигналам внешнего электронного регулятора (устройства). Данное решение позволяет эффективно управлять теплопотреблением здания, исключив чрезмерное завышение температуры теплоносителя после стояков и избыточный отпуск тепла на отопление. In contrast to the proposed solution, this solution has an internal air temperature sensor in a certain (model) building room, which requires that the heat balance of this room corresponds to the building heat balance for any heating mode, i.e. the ratio of the heat fluxes coming into the room (from the room heating system, internal heat generation and solar insolation) and the outgoing fluxes (heat transfer losses and heat consumption for infiltration) should correspond to the ratio of these fluxes (heat balance) for the building. In this case, the room temperature will correspond to the average temperature in the building. The indicated condition is difficult to fulfill and internal temperature sensors are rarely used. In addition, the solution does not take into account the set of heat-affecting and dynamically changing quantities. In a known solution, selected as a prototype (patent RU2473014, IPC F24D3 / 00, 2011), a method for controlling heat supply in a single-pipe heating system (heating) is proposed, in which the heating system has heating devices with thermostatic valves and with closing sections (bypass), and the regulation of heat release is carried out by changing the temperature of the coolant supplied to the heating system depending on external parameters (outdoor temperature, etc.), as well as by changing the flow rate through separate risers and, with accordingly, through the heating system due to the operation of the flow regulators installed on the outgoing sections of the risers, depending on the internal set point (setting) of the temperature of these regulators or the set (fixed) flow rate through them, and, as an option, their control by external electronic signals regulator (device). This solution allows you to effectively manage the heat consumption of the building, eliminating excessive overestimation of the temperature of the coolant after the risers and excessive heat supply for heating.
Однако, в отличие от предлагаемого, решение прототипа имеет высокую слож- ность (множество термостатических клапанов на отопительных приборах и регуляторов расхода на стояках), значительную стоимость и сниженную, вследствие сложности, на- дежность. Кроме того, в данном способе регулирования отпуска тепла у прототипа от- сутствует решение об учете множества влияющих на процесс отопления величин и о снижении гидравлических потерь в системе отопления за счет максимально возможно- го снижения расхода через систему отопления, обеспечиваемым поддержанием мак- симальной температуры подаваемого теплоносителя или минимального расхода, т.е. регулирование отпуска тепла по расширенному отопительному температурному графи- ку и графику расхода.  However, unlike the proposed solution, the prototype solution has high complexity (many thermostatic valves on heating devices and flow regulators on risers), considerable cost and reliability, reduced due to complexity. In addition, in this method of regulating the heat supply, the prototype does not have a decision to take into account the many variables that affect the heating process and to reduce hydraulic losses in the heating system due to the maximum possible reduction in flow through the heating system, ensuring the maximum temperature supplied coolant or minimum flow, i.e. regulation of heat supply according to the expanded heating temperature graph and flow chart.
Задачей и техническим результатом изобретения является уменьшение затрат тепловой и гидравлической (механической) энергии на отопление и повышение качест- ва процесса отопления, т.е. точности поддержания постоянной температуры внутренне- го воздуха. The objective and technical result of the invention is to reduce the cost of thermal and hydraulic (mechanical) energy for heating and to improve the quality of the heating process, i.e. accuracy of maintaining a constant temperature of the internal air.
Указанная задача и технический результат достигается согласованным измене- нием температуры и расхода теплоносителя, подаваемого в систему отопления в соот- ветствии с уравнением регулирования отопления, в том числе, как частный случай, с обеспечением минимального расхода и минимальных гидравлических потерь в систе- ме отопления, с учетом как температур наружного и внутреннего воздуха, так и множе- ства других влияющих, в том числе и динамически изменяющихся величин: параметров расчетного режима работы системы, параметров внешней среды, внешнего теплоснаб- жения и характеристик системы отопления, теплозащиты здания, внутренних тепловы- делений и оборудования теплового пункта. The specified task and technical result is achieved by a coordinated change the temperature and flow rate of the coolant supplied to the heating system in accordance with the heating control equation, including, as a special case, ensuring a minimum flow rate and minimum hydraulic losses in the heating system, taking into account both the temperatures of the external and internal air, as well as many other influencing, including dynamically changing values: parameters of the calculated operating mode of the system, environmental parameters, external heat supply and characteristics of the heating system, heat protection Managements, internal heat and equipment of a heat point.
Выражено это тем, что заявлен способ регулирования отопления здания, харак- теризующийся подачей теплоносителя в систему отопления и его регулированием ав- томатизированным узлом управления путем открытия и закрытия регулирующего кла- пана(ов) и/или изменением напорной характеристики установленного насоса(ов) путем работы его регулятора(ов) и/или изменением количества работающих насосов в узле подготовки теплоносителя, о т л и ч а ю щ и й с я т е м , ч т о с помощью автоматизи- рованного узла управления отоплением регулируют температуру подаваемого и/или обратного теплоносителя и/или его расход по уравнению регулирования отопления, выраженному формулой:
Figure imgf000006_0001
This is expressed by the fact that a method of regulating the heating of a building is claimed, characterized by supplying a coolant to the heating system and regulating it by an automated control unit by opening and closing the control valve (s) and / or by changing the pressure characteristic of the installed pump (s) by the operation of its regulator (s) and / or by changing the number of working pumps in the coolant preparation unit, the heating system, which, using the automated heating control unit, regulates the temperature under Vai and / or the return water and / or a flow of heating control equation expressed by the formula:
Figure imgf000006_0001
q0VHa(tB - tH)(l + μ) - (QTB + QMHC) х 1+Vq0VHa(tB - tH)(l + μ) - (QTB + QMHC) ± q 0 V H a (t B - t H ) (l + μ) - (Q TB + Q MHC ) x 1+ Vq 0 V H a (t B - t H ) (l + μ) - (Q TB + Q MHC ) ±
2GcocT 2G co c T
где: tcol(2) = το3(2) - определяемая датчиками температура теплоносителя, знак "±" в формуле следует использовать как «+» для подаваемого теплоносителя и «-» для об- ратного теплоносителя; Gco - расход теплоносителя, определяемый датчиком или иным способом; tB, tH - поддерживаемая регулированием заданная средняя темпера- тура внутреннего воздуха в здании и текущая температура наружного воздуха, соответ- ственно; а также задаваемые или определяемые при проектировании или при энерго- аудите здания и его системы отопления или иным способом величины: θ , Δΐ , γ, Q0 T - параметры расчетного (проектного) режима работы системы отопления: охлаждение теплоносителя, температурный напор, теплоемкость и теоретическая отопительная те- пловая нагрузка, соответственно; а также n, р, kc0, fco - характеристики отопительных приборов и системы отопления: показатели степени нелинейности теплопередачи от температурного напора и расхода, коэффициенты относительной теплопередачи и от- носительной площади системы, соответственно; q0, VH, а - характеристики здания: удельная отопительная характеристика, зависящая от его теплозащиты, объем здания, поправочный коэффициент, соответственно; и, кроме того, определяемые или вычис- ляемые на основе сигналов датчиков и/или ручного и/или программного задания или иным способом величины, характеризующие режим отопления: ст - текущая средняя теплоемкость теплоносителя; QTB - мощность внутренних тепловыделений; μ, QMHC - па- раметры внешней среды: коэффициент инфильтрации и тепловая мощность солнечной инсоляции, причем коэффициент инфильтрации зависит от площади неплотностей зда- ния, скорости ветра, барометрического давления, температуры наружного воздуха и других параметров. where: t col (2) = τ ο3 (2) is the heat carrier temperature determined by the sensors, the “±” sign in the formula should be used as “+” for the supplied heat carrier and “-” for the return heat carrier; G co is the flow rate determined by the sensor or otherwise; t B , t H - the set average temperature of the indoor air in the building supported by the regulation and the current temperature of the outdoor air, respectively; as well as the values specified or determined during the design or during the energy audit of the building and its heating system: θ, Δΐ, γ , Q 0 T are the parameters of the calculated (design) operating mode of the heating system: coolant cooling, temperature head, heat capacity and theoretical heating heat load, respectively; as well as n, p, k c0 , f co - characteristics of heating appliances and heating systems: indicators of the degree of non-linearity of heat transfer from the temperature head and flow, the coefficients of relative heat transfer and the relative area of the system, respectively; q 0 , V H , а - building characteristics: specific heating characteristic, depending on its thermal protection, building volume, correction factor, respectively; and, in addition, the values characterizing the heating mode determined or calculated on the basis of sensor signals and / or manual and / or program instructions or in another way: c t - current average heat capacity of the heat carrier; Q TB is the power of internal heat; μ, Q MHC are the parameters of the environment: the coefficient of infiltration and the thermal power of solar insolation, and the coefficient of infiltration depends on the area of building leakage, wind speed, barometric pressure, outdoor temperature and other parameters.
Допустимо, что с п о м о щ ь ю узла управления отоплением регулируют тем- пературу и расход подаваемого теплоносителя по температурному графику и графику расхода, поддерживая максимально возможную и/или допустимую температуру или, при невозможности этого, минимально возможный и/или допустимый расход, исходя из условия:
Figure imgf000007_0001
It is permissible that, with the help of the heating control unit, they regulate the temperature and flow rate of the supplied coolant according to the temperature and flow rate schedules, maintaining the maximum possible and / or permissible temperature or, if this is not possible, the minimum possible and / or allowable flow based on the condition:
Figure imgf000007_0001
где τ™ χ - максимально допустимая (по нормативам или другим условиям) или макси- мально возможная по условию внешнего теплоснабжения температура, не превышаю- щая максимально допустимую; G°"T - расход теплоносителя в систему отопления по уравнению регулирования отопления при подаче теплоносителя с максимальной тем- пературой τ^ιχ; G™in - определяемый из проектных расчетов или энергоаудита здания и его системы отопления или иным способом минимально возможный и/или допусти- мый по условию'тепловой и гидравлической устойчивости системы отопления расход теплоносителя через нее; другие величины аналогичны ранее рассмотренным. where τ ™ χ is the maximum allowable (according to standards or other conditions) or the maximum possible temperature under the condition of external heat supply, not exceeding the maximum allowable; G ° " T is the flow rate of the coolant to the heating system according to the equation of heating control when supplying the coolant with the maximum temperature τ ^ ι χ ; G ™ in is determined from the design calculations or energy audit of the building and its heating system or in any other way the minimum possible and / or admissible under the condition of thermal and hydraulic stability of the heating system flow rate of the heat carrier through it; other values are similar to those previously considered.
Допустимо, ч т о с помощью регулирующего клапана(ов) и/или повысительно- го насоса(ов) с регулятором(ми) или без него (них) и/или изменением количества вклю- ченных насосов изменяют и регулируют расход поступающего извне в систему отопле- ния потока теплоносителя. Допустимо, ч т о с помощью основного регулирующего клапана(ов) или трех- ходового регулирующего клапана изменяют расход поступающего извне потока тепло- носителя в точку смешения, регулируя, в основном, температуру теплоносителя, пода- ваемого в систему отопления, а регулирование, в основном, расхода теплоносителя в систему отопления осуществляют изменением напорной характеристики подмеши- вающего или циркуляционного насоса(сов) при применении регулятора(ов) и/или из- менением количества включенных насосов, и/или изменением гидравлического сопро- тивления контура системы отопления здания дополнительным регулирующим клапа- ном(ми). It is permissible that, with the help of the control valve (s) and / or booster pump (s) with or without regulator (s) and / or by changing the number of switched-on pumps, the flow rate from the outside to the system is changed and regulated heating fluid flow. It is permissible that, with the help of the main control valve (s) or a three-way control valve, the flow rate of the heat carrier flow coming from outside is changed to the mixing point, mainly regulating the temperature of the heat carrier supplied to the heating system, and the regulation Basically, the flow of coolant to the heating system is carried out by changing the pressure characteristics of the mixing or circulating pump (s) when applying the controller (s) and / or changing the number of pumps turned on, and / or changing the hydraulic The resistance of the contour of the building heating system further adjusts klapa- prefecture (s).
Допустимо, ч т о с помощью основного регулирующего клапана(ов) изменяют расход поступающего извне потока теплоносителя в подогреватель отопления, регули- руя температуру теплоносителя, подаваемого в систему отопления, а регулирование, в основном, расхода теплоносителя в систему отопления осуществляют изменением на- порной характеристики циркуляционного насоса(ов) при применении регулятора(ов) и/или изменением количества включенных насосов, и/или изменением гидравлическо- го сопротивления контура системы отопления здания дополнительным регулирующим клапаном(ми).  It is permissible that, with the help of the main control valve (s), the flow rate of the incoming coolant flow to the heating heater is changed by adjusting the temperature of the coolant supplied to the heating system, and the control, mainly, of the flow of coolant to the heating system is carried out by changing the pressure characteristics of the circulation pump (s) when applying the controller (s) and / or changing the number of pumps turned on and / or changing the hydraulic resistance of the building heating circuit m control valve (s).
На основе способа могут функционировать несколько вариантов систем регули- рования, описанных ниже.  Based on the method, several variations of the control systems described below may function.
Первый вариант - система регулирования отпуска тепла для отопления по заяв- ленному способу, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопрово- дам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления от- пуском тепла с автоматизированным узлом управления, о т л и ч а ю щ а я с я т е м , ч т о в узле подготовки теплоносителя для отопления на подающем и/или обратном трубопроводах отопления размещен регулирующий клапан(ы) и/или повысительный насос(ы) с регулятором(ми) или без него, а также установлены датчики параметров теп- лоносителя.  The first option is a system for regulating the heat supply for heating according to the claimed method, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; a control system for heat removal with an automated control unit, with the exception of that, in the unit for preparing the heat carrier for heating, the control valve (s) is located on the supply and / or return heating pipelines and / or booster pump (s) with or without regulator (s), as well as heat carrier parameters sensors.
Второй вариант - система регулирования отпуска тепла для отопления по заяв- ленному способу, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопрово- дам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления от- пуском тепла с автоматизированным узлом управления, о т л и ч а ю щ а я с я т е м , т о узел подготовки теплоносителя для отопления имеет трубопровод подмешива- ния между подающим и обратным трубопроводами отопления с клапаном, выполнен- ным с возможностью предотвращения обратного потока теплоносителя, и на подаю- щем трубопроводе до точки смешения с потоком из трубопровода подмешивания раз- мещен основной регулирующий клапан(ы) или в точке смешения установлен трехходо- вой регулирующий клапан, а на линии подмешивания расположен подмешивающий насос(ы) с регулятором(ми) или без него, и/или на подающем и/или обратном трубо- проводах системы отопления расположен(ы) циркуляционный насос(ы) с регулято- ром(ми) или без него, и/или установлен дополнительный регулирующий клапан(ы), а также установлены датчики параметров теплоносителя. The second option is a system for controlling the heat supply for heating according to the claimed method, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; heat release control system with an automated control unit, with the exception of This unit for the preparation of the heating medium for heating has a mixing line between the supply and return heating pipelines with a valve made to prevent backflow of the heating medium, and the main control valve is located on the supply pipe to the point of mixing with the flow from the mixing pipeline valve (s) or a three-way control valve is installed at the mixing point, and on the mixing line there is a mixing pump (s) with or without regulator (s), and / or on the supply and / or return pipe - heating system wires (s) have a circulation pump (s) with or without regulator (s), and / or an additional control valve (s) has been installed, and coolant parameters sensors have been installed.
Третий вариант - система регулирования отпуска тепла для отопления по заяв- ленному способу, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопрово- дам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления от- пуском тепла с автоматизированным узлом управления, о т л и ч а ю щ а я с я т е м , ч т о узел подготовки теплоносителя для отопления имеет подогреватель отопления для подогрева теплоносителя, причем на трубопроводе внешнего теплоносителя, под- ключенном к подогревателю отопления, размещен основной регулирующий клапан(ы), а на подающем или обратном трубопроводе системы отопления расположен циркуля- ционный насос(ы) с регулятором(ми) или без него, и/или установлен дополнительный регулирующий(е) клапан(ы), а также установлены датчики параметров теплоносителя.  The third option is a system for controlling the heat supply for heating according to the claimed method, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; a heat release control system with an automated control unit, with the exception of that, the heat carrier preparation unit for heating has a heating heater for heating the coolant, moreover, on the external coolant pipe, When connected to the heating heater, the main control valve (s) is located, and on the supply or return pipe of the heating system there is a circulation pump (s) with or without controller (s), and / or an additional control valve (s) is installed ), and also installed us aid parameters of the coolant.
Описание чертежей Description of drawings
На Фиг. 1 показан пример функциональной зависимости для одного режима ото- пления условного здания.  In FIG. 1 shows an example of a functional relationship for one heating mode of a conventional building.
На Фиг. 2 показан пример для отопительно-бытового температурного графика, графика отопительной тепловой нагрузки и температуры внутреннего воздуха, в кото- ром показывается увеличение температуры внутреннего воздуха вследствие роста доли внутренних тепловыделений в тепловом балансе отопления с возрастанием наружной температуры.  In FIG. Figure 2 shows an example for a domestic heating graph, a graph of heating heat load and indoor air temperature, which shows an increase in indoor air temperature due to an increase in the proportion of internal heat release in the heat balance of the heating with an increase in the outdoor temperature.
На Фиг. 3 показан пример оптимального - расширенного температурного графи- ка глубокого охлаждения и соответствующего ему графика расхода, обеспечивающих минимальные затраты тепловой и гидравлической (механической) энергии на отопле- ние. In FIG. Figure 3 shows an example of an optimal - extended temperature graph of deep cooling and a corresponding flow graph that provide minimum heating and hydraulic (mechanical) energy costs.
На Фиг. 4 представлен способ регулирования отпуска теплоты от теплового пунк- та в систему отопления здания с использованием уравнения регулирования отопления при отсутствии возможности снижения в тепловом пункте температуры теплоносителя и с осуществлением регулирования за счет изменения расхода теплоносителя.  In FIG. Figure 4 shows a method for controlling heat supply from a heating unit to a building heating system using the heating control equation when there is no possibility of lowering the temperature of the heat carrier in the heat station and by adjusting it by changing the flow rate of the heat carrier.
На Фиг. 5 представлен способ регулирования отпуска теплоты от теплового пунк- та в систему отопления здания с использованием уравнения регулирования отопления, в том числе по расширенному температурному графику отопления при наличии воз- можности снижения в тепловом пункте температуры теплоносителя за счет использо- вания схемы со смешиванием или подогревателя отопления и с осуществлением регу- лирования за счет изменения температуры и расхода теплоносителя..  In FIG. Figure 5 shows a method for regulating heat supply from a heating unit to a building heating system using the heating control equation, including an expanded heating temperature schedule, if it is possible to lower the temperature of the heating medium in the heating unit by using a mixing circuit or a heater heating and regulation by changing the temperature and flow rate ..
На Фиг. 6 показана схема теплового пункта без снижения температуры теплоно- сителя подаваемого в систему отопления здания и с регулированием расхода через систему отопления в соответствии с уравнением регулирования.  In FIG. 6 shows a diagram of a heating unit without reducing the temperature of the heat carrier supplied to the heating system of the building and with flow control through the heating system in accordance with the control equation.
На Фиг. 7 показана схема теплового пункта с возможностью снижения темпера- туры подаваемого в систему отопления здания теплоносителя за счет работы узла сме- шивания с расположением подмешивающего насоса(ов) на трубопроводе в точку сме- шивания и регулирования отпуска тепла по уравнению регулированию отопления и/или по расширенному температурному графику отопления и графику расхода.  In FIG. 7 shows a diagram of a heating unit with the possibility of lowering the temperature of the coolant supplied to the heating system of the building due to the operation of the mixing unit with the location of the mixing pump (s) on the pipeline to the mixing point and controlling the heat supply according to the equation for heating control and / or extended temperature and heating graphs.
На Фиг. 8 показана схема узла теплового пункта с возможностью снижения тем- пературы подаваемого в систему отопления здания теплоносителя за счет работы узла смешивания с расположением циркуляционного насоса(ов) на подающем трубопрово- де отопления и регулирования отпуска тепла по уравнению регулированию отопления и/или по расширенному температурному графику отопления и графику расхода.  In FIG. Figure 8 shows a diagram of a heating unit assembly with the possibility of reducing the temperature of the coolant supplied to the heating system of the building due to the operation of the mixing unit with the location of the circulation pump (s) on the heating supply pipe and controlling the heat supply according to the equation for heating control and / or for the expanded temperature heating schedule and flow chart.
На Фиг. 9 показана схема узла теплового пункта с возможностью снижения тем- пературы подаваемого в систему отопления здания теплоносителя за счет работы узла смешивания с расположением циркуляционного насоса(ов) на обратном трубопроводе отопления и регулирования отпуска тепла по уравнению регулированию отопления и/или по расширенному температурному графику отопления и графику расхода.  In FIG. 9 shows a diagram of a heating unit assembly with the possibility of reducing the temperature of the coolant supplied to the heating system of the building due to the operation of the mixing unit with the location of the circulation pump (s) on the return heating pipe and controlling the heat supply according to the heating control equation and / or according to the extended heating temperature schedule and flow chart.
На Фиг. 10 показана схема узла теплового пункта с возможностью снижения тем- пературы подаваемого в систему отопления здания теплоносителя при независимом подключении системы через подогреватель отопления и регулирования отпуска тепла по уравнению регулированию отопления и/или по расширенному температурному гра- фику отопления и графику расхода. In FIG. 10 shows a diagram of the node of the heat point with the possibility of reducing the temperature the temperature of the coolant supplied to the heating system of the building when the system is independently connected via a heating heater and regulating heat supply according to the equation for heating control and / or according to the expanded temperature schedule of heating and the flow rate schedule.
Осуществление изобретения The implementation of the invention
Заявленное изобретение основано на следующей теории.  The claimed invention is based on the following theory.
На основе известных формул охлаждения теплоносителя, процесса теплопере- дачи и теплового баланса процесса отопления получены уравнение режимов отопления [4] и, на его основе, уравнение регулирования отопления [5], связывающее основные параметры процесса отопления:  Based on the well-known formulas for cooling the coolant, the heat transfer process and the heat balance of the heating process, the equation of heating modes [4] and, on its basis, the heating control equation [5], linking the main parameters of the heating process, are obtained:
7 , i0l - t +
Figure imgf000011_0001
- tH)(l + μ) ~ (Qme + QUHC)) =7, i 0l - t +
Figure imgf000011_0001
- t H ) (l + μ) ~ (Q me + Q UHC )) =
^yoi(l + w— аут)ст\гстгг f(te> tm Gyoi, U,
Figure imgf000011_0002
fco> aym]> [Cml2> > QUHCD> где: te, tH - средняя температура внутреннего воздуха в здании и температура наружно- го воздуха; Gyoi, u - расход сетевого теплоносителя и коэффициент инжекции узла сме- шивания; θ', Δί', cm32, (?0.m ~ параметры расчетного режима работы системы отопления (охлаждение теплоносителя, температурный напор, теплоемкость и теоретическая ото- пительная тепловая нагрузка); п, р, kco, fco, aym - характеристики системы отопления (по- казатели нелинейности теплопередачи от температурного напора и расхода, коэффи- циенты относительной теплопередачи и площади системы, коэффициент утечек); ст12, ст32 - текущая средняя теплоемкость теплоносителя (до и после узла смешива- ния); q0> > a > Qme - характеристики здания (удельная отопительная характеристика, за- висящая от его теплозащиты, объем здания, поправочный коэффициент, мощность внутренних тепловыделений); μ, QUHC - параметры внешней среды (коэффициент ин- фильтрации, зависящий от площади неплотностей, скорости ветра, барометрического давления, других параметров и тепловая мощность солнечной инсоляции). Используемые в теплоснабжении стандартные уравнения нормативных темпе- ратурных графиков регулирования отпуска тепла для температур прямой и обратной сетевой воды, а также для температуры воды подаваемой в систему отопления выво- дятся из этого уравнения как частный случай при многих допущениях [4]. ^ yoi (l + w — a ut ) with r \ r with rr f (te> tm Gyoi, U,
Figure imgf000011_0002
fco> a ym]>[Cml2>>QUHCD> where: t e , t H is the average temperature of the indoor air in the building and the outdoor temperature; G yoi , u is the flow rate of the network coolant and the injection coefficient of the mixing unit; θ ' , Δί ' , c m32 , (? 0 .m ~ parameters of the calculated operating mode of the heating system (coolant cooling, temperature head, specific heat and theoretical heating load); p, p, k co , f co , a ym - characteristics of the heating system (indicators of heat transfer non-linearity from temperature head and flow, relative heat transfer coefficients and area of the system, leakage coefficient); with t12 , with t32 - current average heat capacity of the heat carrier (before and after the mixing unit); q 0>> a> Qme - building characteristics (specific heating the Features ISTIC that depend on its heat-shielding, the volume of the building, the correction coefficient, internal heat capacity); μ, Q UHC - parameters of the external environment (infiltration coefficient depending on the area leaks, wind velocity, barometric pressure, and other parameters of heat output solar insolation). The standard equations of the standard temperature schedules for regulating heat supply used for heat supply for the temperatures of direct and return network water, as well as for the temperature of the water supplied to the heating system, are derived from this equation as a special case under many assumptions [4].
При отсутствии утечек ( ут = 0) и узла смешивания (и = 0) из общего уравнения режимов получаем уравнение регулирования отопления для теплоносителя, непосред- ственно поступающего в систему отопления [5]: ' .Qo.m ofco)P 1 In the absence of leaks ( ut = 0) and the mixing unit (u = 0) from the general equation of modes, we obtain the equation for controlling the heating for the coolant directly entering the heating system [5]: '.Qo.m ofco) P 1
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
l+V iGcocme l + V iG co c m e
q0VHa(te - t„) (l + μ) - (QME + QUHC) х 1+7<7oK, (te - t„) (l + μ - (Qme + QUHC) ± где: тсо1(2) = т0з(2) и Geo ~ температура теплоносителя поступающего в систему отопле- ния (или выходящего из нее) и его расход. q 0 V H a (t e - t „) (l + μ) - (Q ME + QUHC) x 1+ 7 <7oK, (t e - t„) (l + μ - (Q me + Q UHC ) ± where: t co1 ( 2 ) = t 0 s (2) and Geo is the temperature of the coolant entering the heating system (or leaving it) and its flow rate.
Уравнение регулирования отопления связывает между собой температуру и рас- ход подаваемой в систему отопления воды, т.е. определяет при заданном расходе Gco требуемую температуру подаваемой воды тсо1, при которой будет обеспечена необхо- димая средняя внутренняя температура ϊβ в здании при текущей наружной температуре tH, т.е. определяет взаимосвязь тсо1 = f(GC0, te, tH, ... ), причем в данную зависимость прямо или косвенно входят и другие влияющие величины: внутренние тепловыделения и солнечная инсоляция, скорость ветра, площадь неплотностей здания, барометриче- ское давление, характеристики теплопередачи отопительных приборов и т.д. Кроме то- го, существуют ограничения на максимальную температуру подаваемого в систему ото- пления теплоносителя (например, по санитарным нормам) и минимального расхода (например, по условию гидравлической и тепловой устойчивости системы отопления). The heating control equation relates the temperature and the flow rate of water supplied to the heating system, i.e. determines for a given flow rate G co the required temperature of the supplied water t co1 , at which the required average internal temperature ϊ β in the building will be ensured at the current outdoor temperature t H , i.e. determines the relationship t ω1 = f (G C0 , t e , t H , ...), and this influence directly or indirectly includes other influential quantities: internal heat and solar insolation, wind speed, area of building leaks, barometric pressure, heat transfer characteristics of heaters, etc. In addition, there are restrictions on the maximum temperature of the coolant supplied to the heating system (for example, according to sanitary standards) and the minimum flow rate (for example, under the condition of hydraulic and thermal stability of the heating system).
Таким образом, по уравнению регулирования для любой температуры наружно- го воздуха и заданной внутренней температуры имеется множество пар значений тем- пературы и расхода подаваемого в систему отопления теплоносителя, связанных функ- циональной зависимостью тсо1 = f(GC0, te, tH, ... ), причем данная зависимость не явля- ется постоянной, а изменяется при изменении других влияющих величин, т.е. является динамической, что должно учитываться при регулировании отопления. Thus, according to the control equation, for any outdoor temperature and a given internal temperature, there are many pairs of temperature and flow rates of the coolant supplied to the heating system, connected by the functional dependence t c1 = f (G C0 , t e , t H , ...), and this dependence is not constant, but changes when other influencing quantities change, i.e. is dynamic, which should be taken into account when regulating heating.
Пример указанной функциональной зависимости для одного режима отопления условного здания приведен в [5] и на Фиг.1, где показаны линии зависимости темпера- туры прямой и обратной воды системы отопления для разных температур наружного воздуха от относительного расхода воды с учетом ограничений по максимально допус- тимой температуре 95 °С и по минимально допустимому расходу подаваемого теплоно- сителя в 40% от расчетного расхода. An example of the indicated functional dependence for one heating mode of a conventional building is given in [5] and in Fig. 1, which shows the lines of dependence of the temperature of the direct and return water of the heating system for different outdoor temperatures on the relative water flow, taking into account restrictions on the maximum permissible temperature of 95 ° C and on the minimum permissible flow rate of the supplied coolant is 40% of the estimated flow rate.
Для осуществления качественного отопления, т.е. точного поддержания посто- янной и заданной внутренней температуры в здании соотношение температуры и рас- хода подаваемого в систему отопления теплоносителя должно быть связано соотноше- нием тсо1 = f(GC0, te, tH, ... ) и система управления должна регулируя указанные пара- метры обеспечивать данное условие в любом режиме отопления. For the implementation of high-quality heating, i.e. To accurately maintain a constant and predetermined internal temperature in the building, the ratio of the temperature and the flow rate of the coolant supplied to the heating system should be related by the relation t сo1 = f (G C0 , t e , t H , ...) and the control system should By adjusting these parameters, this condition is ensured in any heating mode.
Анализ режимов отопления используемого в теплоснабжении качественного ме- тода регулирования отопления (изменением температуры подаваемого в систему ото- пления теплоносителя при постоянном его расходе) по нормативному отопительному температурному графику показывает, что данный метод приводит к перегреву помеще- ния в течение отопительного периода [3, 6], к завышенной внутренней температуре и к перетопу, т.е. избыточному отпуску тепла. Это объясняется возрастанием доли внутрен- них тепловыделений в тепловом балансе отопления с возрастанием наружной темпе- ратуры, см. пример Фиг.2 для отопительно-бытового температурного графика.  Analysis of the heating modes used in the heat supply of a high-quality method of heating regulation (by changing the temperature of the coolant supplied to the heating system at a constant flow rate) according to the standard heating temperature schedule shows that this method leads to overheating of the room during the heating period [3, 6], to an overestimated internal temperature and to a recess, ie excess heat release. This is explained by an increase in the proportion of internal heat release in the heat balance of the heating with an increase in the outdoor temperature, see the example of Fig. 2 for a domestic heating graph.
Использование регулирования отопления по приведенной формуле тсо1 = f(GC0, ϊβ, tH, ...), соответственно, приведет к постоянной внутренней температуре и к экономии тепловой энергии на отопление за счет исключения перетопа. The use of heating control according to the above formula t co1 = f (G C0 , ϊ β , t H , ...), respectively, will lead to a constant internal temperature and to save heat energy for heating by eliminating overflow.
При этом, возможно задание графика изменения одного параметра, например, температуры подаваемого в систему отопления теплоносителя - по нормативному ото- пительному графику и, в соответствии с уравнением регулирования отопления и с уче- том всех влияющих величин определение требуемого расхода теплоносителя позво- ляющего поддерживать заданную среднюю внутреннюю температуру в здании при лю- бой текущей наружной температуре. Аналогично, возможно задание графика измене- ния другого параметра - расхода теплоносителя по системе отопления, например, за- дать его постоянное значение и, в соответствии с уравнением регулирования отопления и с учетом всех влияющих величин определение требуемой температуры подаваемого теплоносителя. В общем случае, возможно задание произвольного графика согласо- ванного изменения температуры и расхода подаваемого в систему отопления теплоно- сителя, связанных по уравнению регулирования, который обеспечивает поддержание постоянной и заданной средней внутренней температуры в здании. At the same time, it is possible to set a schedule for changing one parameter, for example, the temperature of the coolant supplied to the heating system - according to the standard heating schedule and, in accordance with the heating control equation and taking into account all the influencing quantities, determine the required coolant flow rate that allows maintaining the specified the average internal temperature in the building at any current outdoor temperature. Similarly, it is possible to set a schedule for a change in another parameter - the flow rate of the coolant in the heating system, for example, set its constant value and, in accordance with the heating control equation and taking into account all the influencing quantities, determine the required temperature of the supplied coolant. In the general case, it is possible to set an arbitrary schedule according to The change in temperature and flow rate of the coolant supplied to the heating system is connected according to the control equation, which ensures the maintenance of a constant and set average internal temperature in the building.
Так как, вся тепловая энергия, отдаваемая теплоносителем в системе отопления, используется без потерь для целей отопления, максимальная энергетическая эффек- тивность процесса обеспечивается максимальным снижением расхода воды через сис- тему с более глубоким ее охлаждением. Вследствие того, что уменьшение расхода тре- бует повышения температуры подаваемой в систему отопления воды (и наоборот), возможности снижения расхода ограничены либо максимально допустимой темпера- турой воды либо минимально допустимым расходом воды в системе отопления.  Since all the thermal energy supplied by the coolant in the heating system is used without loss for heating purposes, the maximum energy efficiency of the process is ensured by the maximum reduction of water flow through the system with deeper cooling. Due to the fact that a decrease in the flow rate requires an increase in the temperature of the water supplied to the heating system (and vice versa), the possibility of reducing the flow rate is limited either by the maximum allowable water temperature or the minimum allowable flow rate of water in the heating system.
Так формируется оптимальный - расширенный температурный график (график глубокого охлаждения) и соответствующий ему график расхода для регулирования ото- пления [5], Фиг.З, обеспечивающий минимальные затраты тепловой и гидравлической (механической) энергии на отопление.  Thus, an optimal — an expanded temperature schedule (deep cooling schedule) and a corresponding flow rate chart for regulating heating [5], Fig.Z, which ensures the minimum heating and hydraulic (mechanical) energy costs for heating, is formed.
При расширенном температурном графике в систему отопления подается тепло- носитель с максимально допустимой или с максимально возможной по условию внеш- него теплоснабжения температурой и, соответственно, с минимально возможным - оп- тимальным расходом по уравнению регулирования отопления. При достижении значе- ния расхода минимально возможного уровня по гидравлике или допустимого уровня по условию тепловой или гидравлической устойчивости системы отопления расход теп- лоносителя устанавливается минимальным, а температура подаваемого теплоносителя определяется по уравнению регулирования отопления.  With an expanded temperature schedule, a heat carrier is supplied to the heating system with the maximum allowable temperature or with the maximum possible temperature according to the condition of external heat supply and, accordingly, with the minimum possible optimum flow rate according to the heating regulation equation. When the flow rate reaches the minimum possible level in hydraulics or an acceptable level according to the condition of the thermal or hydraulic stability of the heating system, the flow rate of the heat carrier is set to minimum, and the temperature of the supplied coolant is determined by the heating control equation.
При данном способе график регулирования отопления не является постоянным (фиксированным), а является адаптивным (динамическим), т.е. зависит от текущего значения многих влияющих на отопление величин, входящих в уравнение регулирова- ния.  With this method, the heating regulation schedule is not constant (fixed), but adaptive (dynamic), i.e. depends on the current value of many quantities affecting heating that are part of the control equation.
Это означает, что при поддержании максимальной температуры подаваемой в систему отопления воды ее расход будет определяться не только температурой наруж- ного и внутреннего воздуха, но и указанными выше влияющими и изменяющимися ве- личинами. Аналогично, при поддержании минимального расхода подаваемой в систе- му отопления воды значение ее температуры зависит как от наружной и внутренней температуры, так и от других влияющих величин. This means that while maintaining the maximum temperature of the water supplied to the heating system, its flow rate will be determined not only by the temperature of the outdoor and indoor air, but also by the influencing and changing values indicated above. Similarly, while maintaining the minimum flow rate of water supplied to the heating system, its temperature value depends on both the external and internal temperature, and from other influencing quantities.
Таким образом, для осуществления качественного отопления, т.е. точного под- держания заданной средней температуры внутреннего воздуха в здании нужно иметь возможность автоматического регулирования температуры и расхода подаваемого в систему отопления теплоносителя по уравнению регулирования отопления и с учетом многих влияющих величин, значение которых передается в систему автоматического управления отоплением сигналами с различных датчиков и/или задается вруч- ную/программно (например, по периодам суток), а для повышения энергетической эф- фективности отопления регулирование должно проводиться с поддержанием мини- мального расхода через систему.  Thus, for the implementation of high-quality heating, i.e. To accurately maintain the set average temperature of the indoor air in the building, you need to be able to automatically control the temperature and flow rate of the coolant supplied to the heating system according to the heating control equation and taking into account many influential values, the value of which is transmitted to the automatic heating control system by signals from various sensors and / or it is set manually / programmatically (for example, according to the periods of the day), and to increase the energy efficiency of heating, regulation should be carried out while maintaining a minimum flow rate through the system.
При этом, согласно [3], возможности для снижения расхода в системах отопле- ния даже при использовании нормативного отопительного температурного графика имеются. В частности, для насосной системы с верхней подачей воды допускается сни- жение расхода до 11...38%.  Moreover, according to [3], there are opportunities to reduce the flow rate in heating systems even when using the standard heating temperature schedule. In particular, for a pump system with an upper water supply, a flow rate reduction of up to 11 ... 38% is allowed.
При применении предлагаемого расширенного температурного графика с низ- ким расходом, вследствие возрастания разности температур теплоносителя и естест- венного циркуляционного давления в системе показатель Г гидравлической характери- стики системы отопления [3] возрастает, что усиливает явление саморегуляции отпуска тепла от отопительных приборов, т.е. гидравлическую и тепловую устойчивость систе- мы отопления и, соответственно, увеличивает возможность уменьшения расхода воды.  When applying the proposed extended temperature schedule with a low flow rate, due to an increase in the temperature difference between the coolant and the natural circulation pressure in the system, the indicator G of the hydraulic characteristic of the heating system [3] increases, which enhances the phenomenon of self-regulation of heat output from heating devices, t. e. hydraulic and thermal stability of the heating system and, accordingly, increases the possibility of reducing water consumption.
Теплоноситель для системы отопления готовится в индивидуальном тепловом пункте (ИТП) здания, в который поступает теплоноситель либо от собственного теплоге- нератора здания (котельной), либо из внешней для здания тепловой сети от источника теплоснабжения (котельной, ТЭЦ, центрального теплового пункта - ЦТП сети и т.д.).  The heat carrier for the heating system is prepared at the individual heat point (ITP) of the building, to which the heat carrier either comes from the building’s own heat generator (boiler room), or from the heat supply network external to the building from the heat supply source (boiler room, thermal power station, central heat supply point - central heating network etc.).
Если максимальная (расчетная) температура поступающего в здание теплоноси- теля превышает допустимое для системы отопления значение, перед подачей теплоно- сителя в систему отопления возникает необходимость снижения его температуры. Для этого в ИТП устанавливают узел смешивания, в котором за счет подмешивания к посту- пающей извне воде (теплоносителю) охлажденной обратной воды (теплоносителя) температура воды (теплоносителя) подаваемой в систему отопления снижается до меньших значений или в ИТП устанавливают подогреватель отопления. При отсутствии в ИТП здания узла смешивания, т.е. при непосредственном под- ключении системы отопления к источнику теплоты (теплогенератору здания, ЦТП) ис- точник, для осуществления качественного и энергоэффективного отопления должен от- пускать в систему отопления теплоноситель согласно уравнения регулирования, в том числе, как частный случай, согласно расширенного температурного графика и графика расхода с учетом значений влияющих на отопление величин. If the maximum (calculated) temperature of the heat carrier entering the building exceeds the value admissible for the heating system, it is necessary to lower its temperature before the heat carrier is supplied to the heating system. For this purpose, a mixing unit is installed in the ITP, in which, by mixing cooled return water (heat carrier) with the incoming water (coolant), the temperature of the water (coolant) supplied to the heating system is reduced to lower values or a heating heater is installed in the ITP. If there is no mixing unit in the ITP, i.e. when the heating system is directly connected to the heat source (building heat generator, central heating), the source, for the implementation of high-quality and energy-efficient heating, must release the heat carrier into the heating system according to the control equation, including, as a special case, according to the extended temperature schedule and a flow chart taking into account the values affecting the heating values.
Если в ИТП здания без узла смешивания поступает теплоноситель с некоторой температурой, отличающейся от требуемой по уравнению регулирования при его имеющемся расходе, в том числе, как частный случай, отличающейся от расширенного температурного графика (например, вследствие охлаждения в сети или применения в сети нормативного температурного графика), то система регулирования должна стре- миться обеспечить подачу в систему отопления здания воды с расходом в соответствии с уравнением тсо1 = f(GC0, te, tH, ... ), что может быть достигнуто работой регулирующего клапана(ов) и/или повышающего насоса(ов) с регулируемым приводом (регулятором) на подающем или обратном трубопроводе или изменением количества работающих насосов, а также работой автоматизированного узла управления. If a heat carrier with a certain temperature different from that required by the control equation at its existing flow rate enters the ITP of a building without a mixing unit, including, as a special case, different from the extended temperature schedule (for example, due to cooling in the network or the use of a standard temperature schedule), then the control system should strive to provide water to the building heating system with a flow rate in accordance with the equation t co1 = f (G C0 , t e , t H , ...), which can be achieved th control valve (s) and / or booster pump (s) with adjustable drive (regulator) on the supply or return pipe or by changing the number of working pumps, as well as the operation of the automated control unit.
При наличии в ИТП узла смешивания, т.е. если, например, максимальная темпе- ратура внешнего теплоносителя может быть выше допустимой для отопления, требова- ние возможности снижения температуры и поддержания взаимосвязи температуры и расхода подаваемого в систему отопления теплоносителя по уравнению регулирования xcoi— f(GC0, te, tH, ...), в том числе, как частный случай, по расширенному температур- ному графику и графику расхода, обуславливает наличие и работу по меньшей мере двух устройств регулирования - двух регулирующих клапанов, основного и дополни- тельного или одного регулирующего клапана(ов) и регулируемого привода (регулятора) подмешивающего или циркуляционного насоса(ов) системы отопления, а также работу автоматизированного узла управления. В общем случае, возможна установка несколь- ких регулирующих клапанов и насосов с изменением количества работающих насосов при регулировании. If there is a mixing unit in the ITP, i.e. if, for example, the maximum temperature of the external heat carrier can be higher than that acceptable for heating, the requirement to be able to lower the temperature and maintain the relationship between the temperature and the flow rate of the coolant supplied to the heating system according to the control equation x coi – f (G C0 , t e , t H , ...), including, as a special case, according to the extended temperature and flow diagrams, determines the availability and operation of at least two control devices - two control valves, a main and an additional or one control control valve (s) and adjustable drive (regulator) of the mixing or circulation pump (s) of the heating system, as well as the operation of an automated control unit. In general, it is possible to install several control valves and pumps with a change in the number of working pumps during regulation.
При наличии в ИТП здания подогревателя отопления подача в систему отопле- ния теплоносителя с заданной температурой и расходом осуществляется в соответствии с уравнением регулирования отопления, в том числе, как частный случай, по расширен- ному температурному графику и графику расхода, что выполняется за счет работы регу- лирующего клапана(ов) потока греющего внешнего теплоносителя и регулирующего клапана(ов) для потока теплоносителя системы отопления и/или регулируемого приво- да (регулятора) циркуляционного насоса(ов) или изменения количества работающих насосов, а также работы автоматизированного узла управления. If there is a heating heater in the ITP of the building, the heating medium is supplied with the set temperature and flow rate in accordance with the heating regulation equation, including, as a special case, according to the extended temperature schedule and flow chart, which is performed due to the operation of the control valve (s) of the flow of the heating external heat carrier and the control valve (s) for the heat carrier flow of the heating system and / or the controlled drive (regulator) of the circulation pump (s) or changes in the number of working pumps, as well as the operation of the automated control unit.
Автоматизированный узел управления отоплением оперирует регулирующим клапаном(ми) и/или регулируемым приводом (регулятором) насоса(ов) по введенному в его алгоритм работы уравнению регулирования, исходя из динамически меняющихся сигналов датчиков, а также заданных параметров (рабочее/нерабочее время, периоды по часам суток, температура внутреннего воздуха, границы изменения расхода и тем- пературы теплоносителя, площадь отопительных приборов, их коэффициент теплопе- редачи, отопительная характеристика здания и т.д.).  The automated heating control unit operates with a control valve (s) and / or an adjustable drive (controller) of the pump (s) according to the control equation introduced in its operation algorithm, based on dynamically changing sensor signals, as well as given parameters (working / non-working time, periods according to hours of the day, the temperature of the internal air, the boundaries of the flow rate and temperature of the coolant, the area of the heating devices, their heat transfer coefficient, the heating characteristic of the building, etc.).
При этом во всех рассмотренных вариантах системы управление отоплением с учетом всех влияющих величин и контроль качества регулирования отопления по урав- нению тсо1 = f{GC0, te, tH, ... ) осуществляется по параметрам теплоносителя входящего и выходящего из системы отопления по соответствующим датчикам (расхода, температу- ры, давления), в том числе, но не исключительно, по температуре обратной воды после системы отопления согласно уравнению тсо2 = f(.GC0, te, tH, ... ). Moreover, in all the considered variants of the system, the heating control, taking into account all the influencing quantities and the quality control of the heating control according to the equation t co1 = f {G C0 , t e , t H , ...) is carried out according to the parameters of the coolant entering and leaving the system heating according to appropriate sensors (flow, temperature, pressure), including, but not exclusively, the return water temperature after the heating system according to the equation t co2 = f ( . G C0 , t e , t H , ...) .
В схеме без смешивания при поступлении теплоносителя с некоторой темпера- турой тсо1 его расход Gco должен изменяться таким образом, чтобы, но не исключитель- но, температура обратной воды была тсо2, либо датчик расхода должен показывать значение требуемое значение расхода Gco. In Scheme without mixing with coolant entering at some temperature T w1 ture its flow rate G co must vary such that, but not exceptional, the return water temperature was T w2 or flow sensor should show a value of the desired flow rate G co.
Аналогично, в схемах со смешиванием или с подогревателем отопления работа по меньшей мере двух регулирующих устройств (двух регуляторов клапанов или одного регулятора клапана и регулятора насоса) должна обеспечивать заданные значения тем- ператур воды поступающей в систему отопления тсо1 = f(GC0, te, tH>— ) и выходящей из нее тсо2 = f(GC0, te, tH, ... ), контролируемые сигналами с соответствующих датчиков, ли- бо датчик расхода должен показывать значение требуемое значение расхода Gco. Similarly, in schemes with mixing or with a heating heater, the operation of at least two control devices (two valve regulators or one valve regulator and a pump regulator) must provide the specified values of the temperature of the water entering the heating system tco1 = f (G C0 , t e , t H> -) and outgoing from it t co2 = f (G C0 , t e , t H , ...), controlled by signals from the respective sensors, or the flow sensor must show the value of the required flow value G co .
Способ регулирования отпуска теплоты от теплового пункта в систему отопления 1 здания 2 по фиг.4 при отсутствии снижения температуры воды Т1=Т1С0 из внешней те- пловой сети заключается в создании работой узла подготовки теплоносителя 3 теплово- го пункта 4, содержащего автоматизированный узел управления 5 и оборудование, влияющее на расход, на основании сигналов датчиков 6 (в том числе и датчика темпе- ратуры обратной воды Т2со) и заданных параметров такого расхода теплоносителя че- рез систему отопления Gco в соответствии с уравнением регулирования отопления, за счет которого обеспечивается постоянная средняя температура воздуха в здании. The method of regulating the heat supply from the heat point to the heating system 1 of building 2 of Fig. 4 in the absence of a decrease in water temperature T1 = T1 C0 from an external heat The heat supply network consists in creating the operation of the heat carrier preparation unit 3 of the heat point 4, containing an automated control unit 5 and equipment that affects the flow rate, based on the signals of sensors 6 (including the return water temperature sensor T2 co ) and the specified parameters such a heat carrier flow through the heating system G co in accordance with the heating control equation, which ensures a constant average air temperature in the building.
Уменьшение затрат энергии объясняется следующим образом. Поддержание по- стоянной средней внутренней температуры в отапливаемом здании обеспечивает уменьшение избыточных затрат тепловой энергии (перетопа), возникающих вследствие перегрева помещений при использовании нормативного отопительного температурно- го графика.  The reduction in energy costs is explained as follows. Maintaining a constant average internal temperature in a heated building ensures a reduction in excess heat energy (overflow) costs arising from room overheating when using a standard heating temperature schedule.
Способ регулирования отпуска теплоты от теплового пункта в систему отопления 1 здания 2 по фиг.5 при наличии снижения температуры Т1 теплоносителя извне заклю- чается в создании работой узла 3 подготовки теплоносителя (узел со смешиванием по трубопроводу подмешивания 7 из потока обратного теплоносителя 8, либо узел с по- догревателем отопления) на основании сигналов датчиков 6, в том числе датчика тем- пературы обратной воды Т2С0, потока теплоносителя по подающему трубопроводу 9 в систему отопления 1 со значениями температуры Т1С0<Т1 и расхода Gco согласно урав- нения регулирования отопления, что обеспечивается работой автоматизированного уз- ла управления 5 по исходным сигналам датчиков б и другим параметрам, в том числе заданной температуры внутреннего воздуха. A method for regulating the heat supply from the heat point to the heating system 1 of building 2 of FIG. 5 in the presence of a decrease in the temperature T1 of the coolant from the outside consists in creating a unit 3 for preparing the coolant (unit with mixing through the mixing line 7 from the return stream 8, or the unit with a heating heater) based on the signals of sensors 6, including the return water temperature sensor T2 C0 , the coolant flow through the supply pipe 9 to the heating system 1 with temperatures T1 C0 <T1 and flow G co according to the heating control equation, which is ensured by the operation of the automated control unit 5 according to the initial signals of the sensors b and other parameters, including the set temperature of the internal air.
Другой способ регулирования отпуска теплоты от теплового пункта в систему отопления 1 здания 2 по фиг.5, заключается в использовании расширенного темпера- турного графика и соответствующего графика расходов, что обеспечивает минимальный расход теплоносителя через систему отопления.  Another way to control the heat supply from the heat point to the heating system 1 of building 2 of FIG. 5 is to use an extended temperature schedule and an appropriate flow chart, which ensures a minimum flow of heat carrier through the heating system.
Уменьшение затрат энергии в способе применения по фиг.5 объясняется сле- дующим образом. При использовании управления расходом и температурой подавае- мого теплоносителя по уравнению регулирования отопления поддержание постоянной температуры в отапливаемом здании обеспечивает уменьшение избыточных затрат те- пловой энергии (перетопа) аналогично способу по фиг.4, а применение в способе по фиг.5 управления по уравнению регулирования отопления и, как частный случай, с ис- пользованием расширенного температурного графика и графика расходов обеспечива- ет минимальные затраты энергии на транспортировку теплоносителя, так как при этом имеются минимальные расход и гидравлические (механические) потери мощности. The reduction in energy costs in the method of use of FIG. 5 is explained as follows. When using the flow rate and temperature control of the supplied coolant according to the heating control equation, maintaining a constant temperature in the heated building provides a reduction in excess heat energy (overflow) costs similarly to the method in figure 4, and the use in the method of figure 5 of control according to the control equation heating and, as a special case, with- the use of an extended temperature schedule and a flow chart provides minimum energy costs for transporting the coolant, since there are also minimal flow rates and hydraulic (mechanical) power losses.
Устройство теплового пункта по фиг. 6 без изменения температуры теплоносите- ля содержит основной регулирующий клапан(ны) 10 и/или повышающий насос(сы) 11 с регулятором(ми) 12, расположенные на подающем и/или на обратном трубопроводах системы отопления, а также датчики температур теплоносителя Tcoi и Тсо2 на данных трубопроводах. Указанные устройства позволяют изменять расход теплоносителя через систему отопления 1 здания по управляющим сигналам от автоматизированного узла управления 5 после обработки им исходных сигналов датчиков 6, в том числе датчиков температур Tcoi и Тсо2, и других параметров. The device of the heat point of FIG. 6, without changing the temperature of the coolant, contains the main control valve (s) 10 and / or boost pump (s) 11 with regulator (s) 12 located on the supply and / or return pipes of the heating system, as well as coolant temperature sensors T co i and T co2 in these pipelines. These devices allow you to change the flow rate of the coolant through the heating system 1 of the building according to the control signals from the automated control unit 5 after it processes the source signals of the sensors 6, including temperature sensors T co i and T co2 , and other parameters.
В качестве регулятора 12 какого-либо насоса в данном случае и далее понимает- ся, в общем случае, или электронный частотно-регулируемый привод, или электромаг- нитная порошковая муфта, или гидромуфта, или любое другое устройство, изменяющее частоту вращения ротора (вала) гидравлической части насоса и его напорную характе- ристику. Кроме того, при наличии нескольких насосов их суммарная напорная характе- ристика может изменяться отдельным включением насосов в работу,  In this case, hereinafter, as a regulator 12 of a pump, it is generally understood either an electronic frequency-controlled drive, or an electromagnetic powder coupling, or a hydraulic coupling, or any other device that changes the rotor (shaft) speed hydraulic part of the pump and its pressure characteristic. In addition, if there are several pumps, their total pressure characteristic can be changed by turning the pumps on separately,
В данной схеме реализуется способ по фиг. 4, при котором расход через систему отопления изменяется в соответствии с уравнением регулирования отопления, в том числе и по расширенному температурному графику, за счет чего обеспечивается посто- янная температура воздуха в здании. При этом в здании поддерживается постоянная температура и происходит уменьшение или исключение затрат (потерь) тепловой энер- гии, возникающих вследствие перетопа (перегрева помещений) при использовании нормативного отопительного или отопительно-бытового температурного графика.  In this scheme, the method of FIG. 4, in which the flow rate through the heating system is changed in accordance with the heating control equation, including the extended temperature schedule, which ensures a constant air temperature in the building. At the same time, the building maintains a constant temperature and reduces or eliminates the cost (loss) of thermal energy arising from overheating (overheating of the premises) when using a standard heating or domestic heating temperature schedule.
Устройство теплового пункта по фиг. 7 с уменьшением температуры теплоноси- теля в узле насосного смешивания 13 имеет расположение подмешивающего насо- са(ов) 14 на трубопроводе подмешивания с предотвращающим обратный поток тепло- носителя (обратным) клапаном 16 между трубопроводом 17 поступающего извне теп- лоносителя, на котором до точки смешения 18 размещен основной регулирующий кла- пан(ны) 10, и обратным трубопроводом системы отопления 19, причем для регулиро- вания предлагаемым способом по фиг.5 в схему введен дополнительный регулирую- щий клапан(ны) 20 на подающем и/или обратном трубопроводе системы отопления и/или регулятор(ы) 12 насоса(ов) 14, а вместо регулирующего клапана(ов) 10 может ус- танавливаться в точке смешения 18 трехходовой регулирующий клапан, и на подающем и обратном трубопроводах системы отопления установлены датчики параметров теп- лоносителя, в том числе, но не исключительно, датчики температур Tcoi и Тсо2. The device of the heat point of FIG. 7, with a decrease in the temperature of the coolant in the pump mixing unit 13, it has an arrangement of the mixing pump (s) 14 on the mixing pipeline with the return flow preventing valve (check) 16 between the pipeline 17 of the incoming heat carrier, on which up to the point mixing 18 is placed the main control valve (s) 10, and the return pipe of the heating system 19, and for regulation of the proposed method according to figure 5 in the circuit introduced an additional control the supply valve (s) 20 on the supply and / or return pipe of the heating system and / or the controller (s) 12 of the pump (s) 14, and instead of the control valve (s) 10, a three-way control valve can be installed at the mixing point 18, and Sensors of heat carrier parameters are installed on the supply and return pipelines of the heating system, including, but not exclusively, temperature sensors T co i and T co2 .
Устройство теплового пункта по фиг. 8 и 9 с уменьшением температуры теплоно- сителя в узле насосного смешивания 13 имеет трубопровод 17 поступающего извне те- плоносителя, на котором до точки смешения 18 с потоком обратного теплоносителя по трубопроводу подмешивания 15 через предотвращающий обратный поток теплоноси- теля (обратный) клапан 16, размещен основной регулирующий клапан(ы) 10, а цирку- ляционный насос(ы) 21 расположен(ы) на подающем трубопроводе 9 (фиг. 8) или об- ратном трубопроводе 19 (фиг. 9} системы отопления, причем для регулирования в схе- му введен дополнительный регулирующий клапан(ы) 20 на подающем или обратном трубопроводе системы отопления и/или регулятор(ы) 12 циркуляционного насоса(ов) 21, а вместо основного регулирующего клапана(ов) 10 в точке смешения 18 может уста- навливаться трехходовой регулирующий клапан и на трубопроводах системы отопле- ния установлены датчики параметров теплоносителя, в том числе, но не исключитель- но, датчики температур Tcoi и Тсо2. The device of the heat point of FIG. 8 and 9, with a decrease in the temperature of the coolant in the pump mixing unit 13, it has a pipe 17 from the outside which is supplied from the coolant, on which up to the point of mixing 18 with the flow of the return coolant through the mix pipe 15 through the backflow preventer (check) valve 16, placed the main control valve (s) 10, and the circulation pump (s) 21 is located (s) on the supply pipe 9 (Fig. 8) or the return pipe 19 (Fig. 9} of the heating system, and for regulation in the circuit - mu introduced additional regulatory valve (s) 20 on the supply or return pipe of the heating system and / or regulator (s) 12 of the circulation pump (s) 21, and instead of the main control valve (s) 10, a three-way control valve can be installed at mixing point 18 and The heating system pipelines are equipped with sensors for the parameters of the coolant, including, but not exclusively, temperature sensors T coi and T co2 .
Схемы устройства тепловых пунктов по фиг. 7, 8 и 9 реализуют способ регулиро- вания отпуска тепла на отопление по фиг. 5. Они работают следующим образом. Основ- ной регулирующий клапан(ы) 10, изменяя расход поступающего извне потока теплоно- сителя 17 в точку смешения 18 регулирует, в основном, температуру потока теплоноси- теля 9, подаваемого в систему отопления, а дополнительный регулирующий клапан(ы) 20, изменяя гидравлическое сопротивление контура системы отопления 1 здания 2 и расход через подмешивающий насос(ы) 14 (фиг. 7) и предотвращающий обратный по- ток теплоносителя (обратный) клапан 16 в точку смешения 18 или расход через цирку- ляционный насос(ы) 21 (фиг. 8, 9) регулирует, в основном, расход потока теплоносителя в подающем трубопроводе 9 в систему отопления 1. Также, расход теплоносителя через подмешивающий насос(ы) 14 (фиг. 7) или через циркуляционный насос(ы) 21 (фиг. 8, 9) и, соответственно, расход потока теплоносителя 9 в систему отопления 1 могут регули- роваться изменением напорной характеристики подмешивающего насоса(ов) 14 или циркуляционного насоса(ов) 21 при применении регулятора(ов) 19 насоса(ов), а также изменением количества работающих насосов. Schemes of the device of thermal points in FIG. 7, 8 and 9 implement a method for controlling the heat supply to heating of FIG. 5. They work as follows. The main control valve (s) 10, changing the flow rate of the incoming coolant flow 17 to the mixing point 18, mainly regulates the temperature of the flow of coolant 9 supplied to the heating system, and the additional control valve (s) 20, changing the hydraulic resistance of the heating system circuit 1 of building 2 and the flow rate through the mixing pump (s) 14 (Fig. 7) and preventing the return of the coolant (check) valve 16 to the mixing point 18 or the flow rate through the circulation pump (s) 21 ( Fig. 8, 9) regulates mainly the flow rate and the coolant in the supply pipe 9 to the heating system 1. Also, the flow rate of the coolant through the mixing pump (s) 14 (Fig. 7) or through the circulation pump (s) 21 (Fig. 8, 9) and, accordingly, the flow rate of the coolant 9 heating system 1 can be controlled by changing the pressure characteristics of the mixing pump (s) 14 or circulation pump (s) 21 when applying the regulator (s) 19 of the pump (s), as well as changing the number of working pumps.
Устройство теплового пункта по фиг. 10 с уменьшением или с сохранением (пре- небрегая температурным напором теплопередачи) температуры подаваемого теплоно- сителя при независимом подключении системы отопления к внешней сети (источнику теплоты) через подогреватель отопления 22 имеет трубопровод 17 поступающего извне теплоносителя, на котором до и/или после подогревателя 22 размещен основной регу- лирующий клапан(ы) 10, а циркуляционный насос(ы) 21 расположен на трубопроводе контура системы отопления, причем для регулирования способом по фиг.5 в схему вве- ден дополнительный регулирующий клапан(ы) 20 на подающем и/или на обратном трубопроводах системы отопления и/или регулятор(ы) 12 циркуляционного насоса(ов) 20, а на трубопроводах системы отопления установлены датчики параметров теплоно- сителя, в том числе, но не исключительно, датчики температур Tcoi и Тсо2. The device of the heat point of FIG. 10 with decreasing or preserving (neglecting the heat transfer temperature head) the temperature of the supplied coolant when the heating system is independently connected to an external network (heat source) through the heater 22, has a pipe 17 from the outside of the coolant, on which before and / or after the heater 22, the main control valve (s) 10 is located, and the circulation pump (s) 21 is located on the pipeline of the heating circuit, and for regulation by the method of FIG. 5, an additional regulation is introduced into the circuit the control valve (s) 20 on the supply and / or return pipelines of the heating system and / or the regulator (s) 12 of the circulation pump (s) 20, and on the pipelines of the heating system, heat medium parameters sensors are installed, including, but not exclusively , temperature sensors T co i and T co2 .
Схема по фиг. 10 работает следующим образом. Основной регулирующий кла- пан(ы) 10, изменяя расход поступающего извне потока теплоносителя 17 в подогрева- тель отопления 22 регулирует температуру потока 9, подаваемого в систему отопления, а дополнительный регулирующий клапан(ы) 20, изменяя гидравлическое сопротивле- ние контура системы отопления регулирует расход потока 9 в системе отопления 1. Также, расход теплоносителя через циркуляционный насос(ы) 21 и, соответственно, в системе отопления может регулироваться изменением напорной характеристики цир- куляционного насоса(ов) 21 при применении регулятора(ов) 12 насоса(ов), а также из- менением количества работающих насосов.  The circuit of FIG. 10 works as follows. The main control valve (s) 10, changing the flow rate of the incoming coolant flow 17 to the heating heater 22, controls the temperature of the flow 9 supplied to the heating system, and the additional control valve (s) 20, changing the hydraulic resistance of the heating circuit controls the flow rate 9 in the heating system 1. Also, the flow rate of the coolant through the circulation pump (s) 21 and, accordingly, in the heating system can be controlled by changing the pressure characteristic of the circulation pump (s) 21 when applying nii regulator (s) 12 of the pump (s), as well as changing the number of working pumps.
Источники информации Information sources
1. Правила предоставления коммунальных услуг гражданам.  1. The rules for the provision of public services to citizens.
2. СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (акт. ред. СНиП 41-01-2003).  2. SP 60.13330.2012 Heating, ventilation and air conditioning (act. Ed. SNiP 41-01-2003).
3. Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов. - М: Издательство АСВ, 2008. - 576 с.:ил.  3. Scanavi A.N., Makhov L.M. Heating: Textbook for high schools. - M: DIA Publishing House, 2008. - 576 p.: Ill.
4. Пятин А.А. Уравнение режимов отопления здания. Часть 2. Вывод и проверка соответствия [Электронный ресурс] // ОБЩЕСТВО, НАУКА, ИННОВАЦИИ. (НПК- 2015) :Bcepoc. ежегод. науч.-практ. конф. :сб. статей, 13-24 апреля 2015 г. / ВятГУ. - Ки- ров, 2015. - 2794 с. - с.873-878. 4. Pyatin A.A. Equation of building heating modes. Part 2. Conclusion and verification of compliance [Electronic resource] // SOCIETY, SCIENCE, INNOVATIONS. (NPK- 2015): Bcepoc. annually. scientific-practical conf. Sat Articles, April 13-24, 2015 / Vyatka State University. - Kirov, 2015 .-- 2794 s. - p. 873-878.
5. Пятин А.А. Уравнение режимов отопления здания. Часть 3. Оптимальное управление [Электронный ресурс] // ОБЩЕСТВО, НАУКА, ИННОВАЦИИ. (НПК- 5. Pyatin A.A. Equation of building heating modes. Part 3. Optimal control [Electronic resource] // SOCIETY, SCIENCE, INNOVATIONS. (NPK-
2016) :Всерос. ежегод. науч.-практ. конф. :сб. статей, 18-29 апреля 2016 г. / ВятГУ. - Ки- ров, 2016. - 5660 с. - с.1812-1823. 2016): Vseros. annually. scientific-practical conf. Sat Articles, April 18-29, 2016 / Vyatka State University. - Kirov, 2016. - 5660 s. - p. 1812-1823.
6. Пятин А.А. Уравнение режимов отопления здания и его применение для ана- лиза теплоснабжения [Электронный ресурс] // ОБЩЕСТВО, НАУКА, ИННОВАЦИИ. (НПК- 2014):Всерос. ежегод. науч.-практ. конф. :сб. статей, 15-26 апреля 2014 г. / ВятГУ. - Ки- ров, 2014. - 2206 с. - с.1910-1916.  6. Pyatin A.A. The equation of building heating modes and its application for analysis of heat supply [Electronic resource] // SOCIETY, SCIENCE, INNOVATION. (NPK-2014): Vseros. annually. scientific-practical conf. Sat Articles, April 15-26, 2014 / Vyatka State University. - Kirov, 2014 .-- 2206 s. - p. 1910-1916.

Claims

ФОРМУЛА FORMULA
1. Способ регулирования отопления здания, характеризующийся подачей теплоно- сителя в систему отопления и его регулированием автоматизированным узлом управ- ления путем открытия и закрытия регулирующего клапана(ов) и/или изменением на- порной характеристики установленного насоса(ов) путем работы его регулятора(ов) и/или изменением количества работающих насосов в узле подготовки теплоносителя, о т л и ч а ю щ и й с я т е м , ч т о с помощью автоматизированного узла управления отоплением регулируют температуру подаваемого и/или обратного теплоносителя и/или его асход по уравнению регулирования отопления, выраженному формулой: 1. A method of regulating the heating of a building, characterized by the supply of a coolant to the heating system and its regulation by an automated control unit by opening and closing the control valve (s) and / or by changing the pressure characteristic of the installed pump (s) by operating its controller ( s) and / or by changing the number of working pumps in the preparation unit of the coolant, such as using the automated heating control unit to regulate the temperature of the supplied and / or return heat carrier and / or its flow rate according to the heating regulation equation expressed by the formula:
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0001
где: tcol(2 = το3(2) "~ определяемая датчиками температура теплоносителя, знак "±" в формуле следует использовать как «+» для подаваемого теплоносителя и «-» для об- ратного теплоносителя; Gco - расход теплоносителя, определяемый датчиком или иным способом; tB, tH - поддерживаемая регулированием заданная средняя темпера- тура внутреннего воздуха в здании и текущая температура наружного воздуха, соответ- ственно; а также задаваемые или определяемые при проектировании или при энерго- аудите здания и его системы отопления или иным способом величины: θ , Δί , ^, Q0 T - параметры расчетного (проектного) режима работы системы отопления: охлаждение теплоносителя, температурный напор, теплоемкость и теоретическая отопительная те- пловая нагрузка, соответственно; а также n, р, kc0, fco - характеристики отопительных приборов и системы отопления: показатели степени нелинейности теплопередачи от температурного напора и расхода, коэффициенты относительной теплопередачи и от- носительной площади системы, соответственно; q0, VH, а - характеристики здания: удельная отопительная характеристика, зависящая от его теплозащиты, объем здания, поправочный коэффициент, соответственно; и, кроме того, определяемые или вычис- ляемые на основ сигналов датчиков и/или ручного и/или программного задания или иным способом величины, характеризующие режим отопления: ст - текущая средняя теплоемкость теплоносителя; QTB - мощность внутренних тепловыделений; μ, QMHC - па- раметры внешней среды: коэффициент инфильтрации и тепловая мощность солнечной инсоляции. where: t col (2 = τ ο3 (2) "~ the temperature of the coolant determined by the sensors, the sign" ± "in the formula should be used as" + "for the supplied coolant and" - "for the return coolant; G co is the flow rate of the coolant, determined by a sensor or in another way; t B , t H - the set average temperature of the indoor air in the building supported by the regulation and the current temperature of the outdoor air, respectively; as well as those set or determined during the design or during the energy audit of the building and its heating system or in any other way the quantities: θ , Δί, ^, Q 0 T are the parameters of the calculated (design) mode of operation of the heating system: coolant cooling, temperature head, heat capacity and theoretical heating heat load, respectively; as well as n, p, k c0 , f co - characteristics of heating appliances and heating systems: indicators of the degree of non-linearity of heat transfer from the temperature head and flow, the coefficients of relative heat transfer and the relative area of the system, respectively; q 0 , V H , а - building characteristics: specific heating characteristic, depending on its thermal protection, building volume, correction factor, respectively; and, in addition, values that are determined or calculated on the basis of sensor signals and / or manual and / or program instructions or in another way characterize the heating mode: с t - current average heat capacity of the heat carrier; Q TB is the power of internal heat; μ, Q MHC - environmental parameters: coefficient of infiltration and thermal power of solar insolation.
2. Способ регулирования отопления здания по п.1, отличающийся тем, что с помощью узла управления отоплением регулируют температуру и расход подаваемого теплоносителя по температурному графику и графику расхода, поддержи- вая максимально возможную и/или допустимую температуру или, при невозможности этого, минимально возможный и/или допустимый расход, исходя из условия:
Figure imgf000024_0001
2. The method of controlling the heating of a building according to claim 1, characterized in that by means of the heating control unit, the temperature and flow rate of the supplied coolant are controlled according to the temperature and flow rate schedules, maintaining the maximum possible and / or permissible temperature or, if this is impossible, minimally possible and / or allowable flow, based on the condition:
Figure imgf000024_0001
где τ .maxwhere τ .max
"οΐ ~ максимально допустимая или максимально возможная по условию внешнего теплоснабжения температура, не превышающая максимально допустимую; G°"T - рас- ход теплоносителя в систему отопления по способу п.1 при подаче теплоносителя с максимальной температурой τ™|χ; G™m - определяемый из проектных расчетов или энергоаудита здания и его системы отопления или иным способом минимально воз- можный и/или допустимый по условию тепловой и гидравлической устойчивости сис- темы отопления расход теплоносителя через нее; другие величины соответствуют спо- собу по п.1. "οΐ ~ the maximum allowable or maximum possible temperature according to the condition of external heat supply, not exceeding the maximum allowable; G °" T - flow rate of the heat carrier into the heating system according to the method of claim 1 when supplying the heat carrier with the maximum temperature τ ™ | χ ; G ™ m - determined from the design calculations or energy audit of the building and its heating system or in any other way, the minimum possible and / or admissible heat carrier flow through it under the condition of thermal and hydraulic stability of the heating system; other values correspond to the method according to claim 1.
3. Способ регулирования отопления здания по п.1 или п.2, отличающийся тем, то с помощью регулирующего клапана(ов) и/или повысительного насоса(ов) с регулятором(ами) или без него и/или изменением количества работающих насосов изменяют и регулируют расход поступающего извне в систему отопления теплоносите- ля.  3. The method of regulating the heating of a building according to claim 1 or claim 2, characterized in that using the control valve (s) and / or booster pump (s) with or without controller (s) and / or changing the number of working pumps and regulate the flow of coolant coming from the outside into the heating system.
4. Способ регулирования отопления здания по п.1 или п.2, отличающийся те , что с помощью основного регулирующего клапана(ов) или трехходового регу- лирующего клапана изменяют расход поступающего извне потока теплоносителя в точ- ку смешения, регулируя, в основном, температуру теплоносителя, подаваемого в сис- тему отопления, а регулирование, в основном, расхода теплоносителя в систему ото- пления осуществляют изменением напорной характеристики подмешивающего и/или циркуляционного насоса(ов) при применении регулятора(ов) и/или изменением коли- чества работающих насосов, и/или изменением гидравлического сопротивления конту- pa системы отопления здания дополнительным регулирующим клапаном(нами). 4. The method of regulating the heating of a building according to claim 1 or claim 2, characterized in that, using the main control valve (s) or a three-way control valve, the flow rate of the incoming coolant flow to the mixing point is changed, mainly controlling the temperature of the coolant supplied to the heating system, and the regulation, mainly, of the flow rate of the coolant into the heating system is carried out by changing the pressure characteristics of the mixing and / or circulation pump (s) when using the controller (s) and / or by changing the number of --operation of pumps in operation, and / or changes in the contour of the hydraulic resistance pa building heating system with an additional control valve (us).
5. Способ регулирования отопления здания по п.1 или п.2, о т л и ч а ю щ и й с я т е м , ч т о с помощью основного регулирующего клапана(ов) изменяют расход по- ступающего извне потока теплоносителя в подогреватель отопления, регулируя темпе- ратуру теплоносителя, подаваемого в систему отопления, а регулирование, в основном, расхода теплоносителя в систему отопления осуществляют изменением напорной ха- рактеристики циркуляционного насоса(сов) при применении регулятора(ов) и/или из- менением количества работающих насосов, и/или изменением гидравлического сопро- тивления контура системы отопления здания дополнительным регулирующим клапа- ном(нами).  5. The method of regulating the heating of a building according to claim 1 or claim 2, with the help of the main system, which, using the main control valve (s), changes the flow rate of the incoming coolant flow to the heating heater, regulating the temperature of the heat carrier supplied to the heating system, and the regulation, mainly, of the heat carrier flow to the heating system is carried out by changing the pressure characteristic of the circulation pump (s) when applying the controller (s) and / or changing the quantity operating pumps and / or changing hydraulic visual resistance of the heating system of the building with an additional control valve (us).
6. Система регулирования отпуска тепла для отопления по способу п.1 или п.2, со- держащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопле- ния, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автома- тизированным узлом управления, о т л и ч а ю щ а я с я т е м , ч т о в узле подготовки теплоносителя для отопления на подающем и/или обратном трубопроводах отопления размещен регулирующий клапан(ы) и/или повысительный насос(ы) с регулятором(ми) или без него, а также установлены датчики параметров теплоносителя.  6. A system for controlling heat supply for heating according to the method of claim 1 or claim 2, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; a control system for heat release with an automated control unit, with the exception of that, in the unit for preparing the heat carrier for heating, the control valve (s) is located on the supply and / or return heating pipelines and / or booster pump (s) with or without regulator (s), as well as heat medium parameter sensors.
7. Система регулирования отпуска тепла для отопления по способу п.1 или п.2, со- держащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопле- ния, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автома- тизированным узлом управления, о т л и ч а ю щ а я с я т е м , ч т о узел подготовки теплоносителя для отопления имеет трубопровод подмешивания между подающим и обратным трубопроводами отопления с клапаном, выполненным с возможностью пре- дотвращения обратного потока теплоносителя, и на подающем трубопроводе до точки смешения с потоком из трубопровода подмешивания размещен основной регулирую- щий клапан или в точке смешения установлен трехходовой регулирующий клапан, а на линии подмешивания расположен подмешивающий насос(ы) с регулятором или без него, и/или на подающем и/или обратном трубопроводах системы отопления располо- жен(ы) циркуляционный насос(ы) с регулятором или без него, и/или установлен допол- нительный регулирующий клапан(ы), а также установлены датчики параметров тепло- носителя. 7. A control system for heat supply for heating according to the method of claim 1 or claim 2, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; a heat release control system with an automated control unit, with the exception of that, the unit for preparing the heat carrier for heating has a mixing line between the supply and return heating pipelines with a valve made with the possibility of to prevent the return flow of the coolant, and on the supply pipe to the point of mixing with the flow from the mixing pipe, the main control valve is placed or a three-way control valve is installed at the mixing point, and on the mixing line a mixing pump (s) with or without a controller is installed, and / or a circulation pump (s) with or without a controller is located on the supply and / or return pipes of the heating system, and / or an additional control valve is installed (s), as well as installed heat carrier parameters sensors.
8. Система регулирования отпуска тепла для отопления по способу п.1 или п.2, со- держащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопле- ния, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автома- тизированным узлом управления, о т л и ч а ю щ а я с я т е м , ч т о узел подготовки теплоносителя для отопления имеет подогреватель отопления для подогрева теплоно- сителя, причем на трубопроводе внешнего теплоносителя, подключенном к подогрева- телю отопления, размещен основной регулирующий клапан(ы), а на подающем или об- ратном трубопроводе системы отопления расположен циркуляционный насос(ы) с ре- гулятором или без него, и/или установлен дополнительный регулирующий(е) кла- пан(ы), а также установлены датчики параметров теплоносителя. 8. A system for controlling heat supply for heating according to the method of claim 1 or claim 2, comprising heating devices connected to pipelines of the heating system in which the coolant is located; a heat release control system with an automated control unit, with the exception of that, the heat transfer preparation unit for heating has a heating heater for heating the heat carrier, moreover, on the external coolant pipe, connected to the heating heater, the main control valve (s) is located, and on the supply or return pipe of the heating system there is a circulation pump (s) with or without a regulator, and / or an additional control valve (s) is installed pan (s) as well as installed us aid parameters of the coolant.
PCT/RU2017/000625 2016-10-14 2017-08-29 Method for controlling a heat supply for heating buildings, and control systems on the basis thereof (variants) WO2018070901A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201800496A EA034941B1 (en) 2016-10-14 2017-08-29 Method for controlling a heat supply for heating buildings, and control systems on the basis thereof (variants)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140418A RU2642038C1 (en) 2016-10-14 2016-10-14 Method of regulation of heat relief for heating buildings and regulation system on its basis (versions)
RU2016140418 2016-10-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018070901A1 true WO2018070901A1 (en) 2018-04-19

Family

ID=61023600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000625 WO2018070901A1 (en) 2016-10-14 2017-08-29 Method for controlling a heat supply for heating buildings, and control systems on the basis thereof (variants)

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA034941B1 (en)
RU (1) RU2642038C1 (en)
WO (1) WO2018070901A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110410855A (en) * 2019-08-16 2019-11-05 河北硕煜科技有限公司 Heat supplying managing system and management method

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674713C1 (en) * 2018-03-29 2018-12-12 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Heat carrier parameters regulation system on the heat supply source depending on the internal air temperature at consumers
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
RU187444U1 (en) * 2018-11-02 2019-03-06 Общество с ограниченной ответственностью"Группа Компаний "СОТЭКС" Heat Control Block Module
RU2715877C1 (en) * 2019-07-09 2020-03-03 Вадим Михайлович Голубенко Method of heating boiler operation in heating system
RU2736684C1 (en) * 2020-03-27 2020-11-19 Михаил Иванович Голубенко Method of heating boiler operation in heating system
WO2023096527A1 (en) * 2021-11-28 2023-06-01 Андрей Александрович ПЯТИН Method and system for regulating the heating of a building

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2196274C1 (en) * 2001-05-28 2003-01-10 Шнайдер Дмитрий Александрович Method for automatic control of fuel consumption in district house heating system
CN201327104Y (en) * 2008-10-29 2009-10-14 张明亮 Intelligent highrise-area directly-connected pressurizing heat supply system
CN202511357U (en) * 2012-03-20 2012-10-31 大连科迪节能设备有限公司 Water mixing unit for heating
US20140284391A1 (en) * 2011-11-28 2014-09-25 Belimo Holding Ag Method for regulating the room temperature in a room or in a group comprising multiple rooms, and apparatus for carrying out the method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2144162C1 (en) * 1996-07-16 2000-01-10 Кричке Владимир Оскарович Automated system for measurement and recording of flow rate of heat-transfer agent and heat in heat supply systems
RU2110734C1 (en) * 1996-08-28 1998-05-10 Борис Васильевич Булин Circuit arrangement for connecting water heating system to heat network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2196274C1 (en) * 2001-05-28 2003-01-10 Шнайдер Дмитрий Александрович Method for automatic control of fuel consumption in district house heating system
CN201327104Y (en) * 2008-10-29 2009-10-14 张明亮 Intelligent highrise-area directly-connected pressurizing heat supply system
US20140284391A1 (en) * 2011-11-28 2014-09-25 Belimo Holding Ag Method for regulating the room temperature in a room or in a group comprising multiple rooms, and apparatus for carrying out the method
CN202511357U (en) * 2012-03-20 2012-10-31 大连科迪节能设备有限公司 Water mixing unit for heating

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110410855A (en) * 2019-08-16 2019-11-05 河北硕煜科技有限公司 Heat supplying managing system and management method

Also Published As

Publication number Publication date
EA201800496A1 (en) 2019-06-28
EA034941B1 (en) 2020-04-09
RU2642038C1 (en) 2018-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018070901A1 (en) Method for controlling a heat supply for heating buildings, and control systems on the basis thereof (variants)
CN104566596B (en) A kind of heat supply network balance system
RU2655154C2 (en) Method for adjusting the setpoint temperature of a heat transfer medium
EP2103884B1 (en) Room heating and method for controlling the room heating
US20230041522A1 (en) System and apparatus for conditioning of indoor air
US9851163B2 (en) Regulating method for a heating and/or cooling system with at least one load circuit
KR20140137356A (en) Chilled beam pump module, system, and method
CN105674487B (en) Dynamic hydraulic balance adjusting method for central air conditioning system
CN102777959B (en) Heat supply regulating and controlling method based on water mixing device
US7628337B2 (en) Secondary heating system
RU2607775C1 (en) Automated individual thermal station with dependent connection of heating system and closed hot water supply system
CN204438289U (en) A kind of heat supply network balance sysmte
RU2313730C2 (en) Method of and device to control operating conditions of heat center at open heat supply system
RU133592U1 (en) BLOCK AUTOMATED UNIFIED THERMAL ITEM
RU2348061C1 (en) Automatic building heating adjustment system with automatic setup unit
JP2015169367A (en) Air conditioning system and air conditioning system control method
RU2415348C1 (en) Automatic control method of heat load of building, and device for its implementation
JP2005147528A (en) Air conditioning system
CN115435410A (en) Integrated control device and control method for geothermal system and radiation air-conditioning system
RU2527186C1 (en) Automatic control system of building heating
RU68146U1 (en) INDIVIDUAL HEAT ITEM
CN105571069A (en) Control method for indoor fan of air conditioner and air conditioner
KR20160150313A (en) Heating and hot water supply apparatus applying for regional or central heating and Control method thereof
RU2372561C1 (en) Heat station
RU2797616C1 (en) Device for controlling heat consumption in the heating system of a building and a method for organizing its operation

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201800496

Country of ref document: EA

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17860300

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17860300

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1