Файл: Автоматизация регулирования подачи тепла для отопления жилых и общественных зданий (обзор)..pdf

это приводит к перегреву помещений, выходящих на один из фа­ садов дома при создании комфорта в помещениях, выходящих на другой фасад.

В связи с этим возникает необходимость оборудования тер­ морегулятором каждой пофасадной ветви системы отопления, что позволит сохранить комфортные условия в помещениях и одно­ временно получить экономию тепловой энергии за счет снятая перегрева помещений, выходящих на заветренные, освещенные солнцем фасады. Регулирование теплового режима помещений, выходящих на разные фасады дома, осуществляется системой пофасадного автоматического управления температурным режимом в здании.

Для создания комфортных условий в зданиях повышенной этажности, а также в зданиях, расположенных на открытой ме­ стности, в связи с различным влиянием ветра и интенсивностью инфильтрации наружного воздуха в помещения, расположенные на разной высоте здания, иногда целесообразно применение позонного автоматического регулирования теплового режима, для че­ го необходимо разделить помещения, выходящие на каждый фа­ сад здания, по высоте на несколько зон и регулировать каждую зону самостоятельно.

Автоматическое пофасадное (позонное) регулирование тепло­ вого режима в здании можно осуществлять как по возмущающим факторам (учет метеорологических воздействий на фасад здания), так и по отклонению от заданного значения контролируемой температуры воздуха в помещениях, выходящих на один из фаса­ дов здания.

Рассмотрим несколько систем автоматического регулирова­ ния, работающих по принципу компенсации возмущающих воздей­ ствий.

В ЛНИИ АКХ им. Памфилова разработана и внедрена система местного автоматического регулирования расхода тепла на отоп­ ление жилых зданий для схем абонентских вводов с любым ви­ дом присоединения (при наличии открытых и закрытых тепло­ вых сетей). Она предназначена для автоматического поддержа­ ния заданных параметров теплоносителя согласно отопительному

графику в зависимости от температуры наружного воздуха. Схе­ ма для независимой системы показана на рис. 2, а. В ней исполь­ зуются приборы и элементы, выпускаемые нашей промышленно­ стью:

электронный регулирующий прибор РПИБ-С;

12

датчик температуры наружного воздуха с зашитой от солнеч­ ной радиации, изготовленный по чертежам ПКБ ЛНИИ АКл. Мож­ но также использовать термометр сопротивления, медный, двой­ ной Гр 23, ТСМ-220, применяемый для тех же целей в районных те плостанци ях;

датчик температуры теплоносителя - медный термометр со­ противления ТСМ-148;

клапан регулирующий с исполнительным механизмом ПР-1М. Регулирующий прибор РПИБ-С осуществляет алгебраическое суммирование сигналов от датчиков, включенных по схеме пря­ мой компенсации, и, поддерживая постоянной суммарную величи­ ну входного сигнала, обеспечивает заданное соотношение темпе­ ратур наружного воздуха и теплоносителя в соответствии с вы­

бранным отопительным графиком. Угол наклона этого графика за ­ дается путем подбора величины сопротивления датчика темпера­ туры наружного воздуха.

Работа системы осуществляется следующим образом. При от­ клонении температуры теплоносителя от значения, заданного ото­ пительным графиком, на выходе усилителя появляется электри­ ческий сигнал, достаточный для срабатывания выходных реле. А они своими контактами включают исполнительный механизм, кото­ рый через редуктор связан с регулирующим органом. Регулирую­ щий орган изменяет расход теплоносителя в первичном контуре теплообменника до тех пор, пока регулирующий прибор не будет сбалансирован, что произойдет, когда температура воды, подавае­ мой в систему отопления, установится в соответствии с отопи­ тельным графиком абонента.

В системе принят регулирующий прибор, который обеспечива­ ет изодромный (ПИ) закон регулирования за счет введения внут­ ренней (с выхода прибора на его вход} гибкой обратной связи.

На рис. 2,6 приведена схема автоматизированного абонентско­ го ввода с насосным узлом смешения, где автоматическое регу­ лирование температуры теплоносителя, поступающего в систему отопления, производится за счет изменения коэффициента смеше­ ния сетевой обратной воды. Работа системы регулирования осу­ ществляется, так же( как и в предыдущей схеме.

На рис. 2, в представлена схема автоматизированного абонент ского ввода с элеваторным узлом смешения. Один из регулирую­ щих органов устанавливается на трубопроводе сетевой воды до элеватора, второй - на обводной линии.

Регулирующий орган, устанавливаемый до элеватора, работа­ ет при постоянном коэффициенте смешения. А если необходимо

13

независимой схемой присоединения системы отопления; б - с на­

стему; 2о - датчик температуры воды, выходящей из системы;8- регулирующий прибор с блоком переключения механизмов; 4 - ис­ полнительный механизм;. 5 - регулирующие органы; 6 - теплооб­ менник; Э - элеватор; СН - смесительный насос; НП - нагрева­ тельные приборы; Р Т - регулятор температуры

14

дальнейшее увеличение подачи тепла абоненту и после полного открытия этого органа на основной линии, автоматически откры­ вается регулирующий орган на обводной линии, что приводит к изменению общего коэффициента смешения сетевой и обратной во­ ды.

Полное открытие регулирующего органа на обводной линии да­ ет 20% расчетного расхода воды, что не вызывает разрегулиров­ ки системы отопления. Тот же принцип выдерживается при под­ боре регулирующего органа, установленного до элеватора. При закрытии его с расходом до 50% расчетного расхода воды также гарантируется обеспечение циркуляции воды в системе отопления.

Автоматическое переключение системы регулирования с од­ ного регулирующего органа на другой производится с помощью блока переключения исполнительных механизмов, включающего релейную схему управления.

Все перечисленные схемы снабжены местным дистанционным управлением.

Приведенные выше системы местного автоматического регу­ лирования прошли двухгодичные эксплуатационные испытания, были получены позитивные результаты: стабилизация температу­ ры в отапливаемых помещениях и экономия тепловой энергии до 10% в среднем за отопительный сезон.

Физико-энергетическим институтом АН Латвийской ССР в тепловых сетях Риги был оборудован и испытан абонентский ввод с регулятором местных пропусков ПРР/6Ю с датчиками температуры: одним - наружного воздуха и двумя - воды в подающем и обратном трубопроводах. Эта система оборудована позиционным прибором. В ней использованы бесконтактные дат­ чики, воздействующие через усилитель на соленоидный вентиль (рис. 3). В настоящее время решением проблемы автоматизации абонентских вводов, работающих по внешним возмущениям, зани­ мается также Челябинский политехнический институт и ряд дру­ гих организаций.

Все эти системы управления действуют по внешнему возму­ щению, где температура воды, подаваемой в систему отопления, является функцией температуры наружного воздуха и некоторых других погодных условий.

Для оптимального регулирования абонентских вводов по внешнему возмущению на каждый фасад требуется комплексная установка датчиков скорости ветра, солнечной радиации, темпе­ ратуры наружного воздуха, расхода сетевой воды, ее темпера­ туры. В эту установку входит и вычислительное устройство, пе-

15

рераба тывающее информацию от датчиков в соответствии с за ­ данным алгоритмом функционирования. Некоторые разработанные ранее системы не содержат полного комплекта датчиков и рабо­ тают от датчиков температуры наружного воздуха и теплоноси­ теля, поэтому цель регулирования достигается не полностью.

Для того чтобы регулирование абонентских вводов в домах массового строительства стало оптимальным, целесообразно применять пофасадное автоматическое регулирование абонент^ ских вводов по отклонению температуры внутреннего воздуха от заданной. Это позволяет заменить комплекс датчиков, необхо­ димых при регулировании по возмущениям, одним, установленным в характерной точке, например в физической тепловой модели здания. Один из вариантов регулирования абонентского ввода по отклонению-регулирование по осредне иной температуре воздуха внутри нескольких контролируемых помещений. Особенностью этого варианта является сложность подбора представительных помещений, отвечающих следующим требованиям: отсутствие воздействия случайных факторов (открытие форточек, большие внутренние тепловыделения и т.п.) и обеспечение лучших дина­ мических свойств, связанных с переходными процессами при изменении погоды.

При выборе представительных помещений следует учитывать малый коэффициент аккумуляции угловых помещений жилых зда­ ний современной застройки по сравнению со средними (прибли­ зительно в 2 раза, по данным экспериментальных исследований МЭИ) и повышенную инфильтрацию воздуха на первых этажах по сравнению с другими, а также необходимость увеличения по­ мехоустойчивости системы (уменьшения влияния случайных фак­ торов, например, теней на солнечной стороне, ветровых воздей­ ствий на помещения над арками и т.п.)

Датчики в помещениях следует располагать на расстоянии 1,5 м от наружной стены и 1,6 м от пола.

Регулирование абонентских вводов по отклонению температу­ ры воздуха внутри помещений может осуществляться различны­ ми способами.

В настоящее время накоплен опыт регулирования отпуска тепла на отопление путем применения на абонентских вводах

автоматическогоэлектрогидравлического регулятора, разрабо­ танного Мосэнерго совместно с ОРГРЭС. Электрогидравлический регулятор работает по осреднеиной температуре воздуха трех

17