Способ регулирования температуры смеси наружного и рециркуляционного воздуха на выходе теплообменника и система автоматического управления приточной вентиляционной установкой

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4929646/29 (22) 14.01.91 (46) 30.12.93 Бюл. Na 47-48 (71) Государственный проектный, конструкторский научно-исследовательский институт "Сантехниипроект" (72) Тарасов ЕИ. (73) Государственный проектный, конструкторский научно-исследовательский институт "Сантехниипроект" (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СМЕСИ НАРУЖНОГО И РЕЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВОЗДУХА НА ВЫХОДЕ ТЕПЛООБ(ю) RU дц 2005281 С1 (5Ц 5 F 24 F 11 00

МЕННИКА И СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРИТОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Сущность изобретения: регулируют соотношение количества наружного и рециркуляционного воздуха до теппообменника (ТО) и количество теплоносителя через ТО при отрицательных т-рах наружного воздуха, Количества регулируют в зависимости от изменения т-ры воздуха на выходе из TO.

Количество теплоносителя регулируют в зависимости от изменения т-ры теплоносителя после ТО.

2 сп.ф-лы. 2 ил.

2005281

25

50

55! 1забретение относится к области венпягции и кондиционирования воздуха, в

:".,",:..;;ОСТ11 к регулированию температуры, I;:,.:-;.-.::,. Ого 1аздуха в холодный период года .I pl,:.i.;паль свании рециркуляции.

-:, .-:-, с,: способ регулирования темпе;.э уры ..:,:.=:! нIаоужного и рециркуляцион"а;с зпздуха на выходе теплообменника, при катаром в зоне отрицательных температур наружного воздуха изменя1от количест.во теплоносителя через теплообменник при постоянном соотношении количества наружного и рециркуляционного воздуха.

K недостатку данного способа регулирования следует отнести снижение эффективности использования энтальпии теплоносителя теплосети с понижением температуры наружного воздуха из-за роста температуры обратного теплоносителя теплооб; еп1 ика (см. кривую А на фиг.2).

Наиболее близок к предлагаемому способ регулирования температуры смеси.наружного ll рециркуляционного воздуха на в:, .îäå теплообменника, при котором в за-!

;

Отклонению температуры воздуха перед те:1лаэбменником, а количество теплонасиТЕ : Ч =. jÕ"; ТЕГ!ЛОООМЕ1! НИК ИЗМЕНЯЮТ ПО ОТклэ1 ен.:10 темпера уры воздуха на выходе теплеоб,е1п, и, Гэкай спОс06 pBI улирования позволяет

I;низ1ггь TQMflcPQTi PJJ 06iPEI пюго TQIT."!0HocHтеля в зоне максимальных отрицательных температур наружного воздуха, но имеет тенденци1о к повышени а температуры обратного теплоносителя с ростом температуры наружного воздуха (см,кривую В на фиг.2).

Цель изобретения — повышение эффективности использования энтальпии теплоносителя теплосети.

Для этого при регулировании температуры смеси наружного и рециркуляционного воздуха на выходе теплообменника в зоне отрицательных температур наружного воздуха соотношение количества наружного и рециркуляционного воздуха изменяют по отклонению температуры воздуха на выходе теплоабменника, а количество теплоносителя через теплообменник изменя1ат по отклонению температуры обратного теплоносителя теплаобменника.

Известна система автоматического управления вентустановкай, содержащая клапан теплоносителя теплообменника и сдвоенный клапан наружного и рециркуляционного воздуха, связанные цепями управления с терморегулятором нагреваемого воздуха (!).

Недостаток данной системы заключается в низкой эффективности использования энтальпии теплоносителя теплосети.

Наиболее близкой по функционально-конструктивным признакам является система автоматического управления, содержащая автомат питания, включенный через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки пускатель вентилятора с первым замыкающим блок-контактом пусковой кнопки, терморегулятор с датчиком нагреваемого воздуха, связанный выходами управления на понижение и повышение с цепями открытия и закрытия заслонки сдвоенного клапана наружного и рециркуляционного воздуха, размещенной в канале наружного воздуха, клапан теплоносителя теплаобменника с цепями открытия и закрытия.

Данная система также имеет низкую эффективность использования энтальпии теплоносителя теплосети.

Изобретение направлено на осуществление предложенного способа регулирования и возможности практического повышения эффективности использования энтальпии теплоносителя теплосети..

Для этого в систему автоматического управления приточной вентустанавкой, содержащей автомат питания, включенный через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки пускатель вентилятора с первым замыкающим блок-контактом пусковой кнопки, терморегулятор с датчиком нагреваемога воздуха, связанный выходами управления на понижение и повышение с цепями открытия и закрытия заслонки сдвоенного клапана наружного и рециркуляционного .воздуха, размещенной в канале наружного воздуха, клапан теплоносителя теплоабменника с цепями открытия и закрытия, дополнительно введены терморегулятор с датчиком обратного теплоносителя и выходами управления на понижение и повышение температуры, термореле наружного воздуха, реле переключения с первым-вторым замыка1ощим и третьим-пятым размыкающим контактами, замыкающий и размыкающий выключатели ограниченного закрытия заслонки наружноI.0 воздуха сдвоенного клапана, замыкающий выключатель полного закрытия клапана теплоносителя, второй-третий замыкающие и четвертый-пятый размыкающие контакты пускателя, На фиг.1 представлена функциональная схема управления вентустановкой; на фиг.2 — графики температуры обратного теплоно }|10} Я 1

I

40 сителя при различных способах регулирования и работе данной системы, где Т! — температура прямого теплоносителя; Тр температура обратного теплоносителя; т„— температура наружного воздуха; А — график

Т2 по способу 1;  — график Т2 по способу 2;

С вЂ” график Т2 по предложенному способу.

Система автоматического управления приточной вентустановкой содержит автомат 1 питания, включенный через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки 2 и 3 пускатель 4 вентилятора 5 с первым замыкающим блок-контактом 6 пусковой кнопки 3, терморегулятор 7 с датчиком 8 нагреваемого воздуха, связанный выходами 9 и 10 управления на понижение и повышение с цепями 11 и 12 о гкрытия и закрытия заслонки сдвоенного клапана 13 наружного и рециркуляционного воздуха; размещенной в канале наружного воздуха, клапан 14 теплоносителя теплообмениика

15 с цепями 16 и 17 открытия и закрытия, дополнительно введенные терморегулятор

18 с датчиком 19 обратного теплоносителя и выходами 20 и 21 управления на понижение и повышение температуры, термореле

22 наружного воздуха, реле 23 переключения с первым-вторым замыкающим и третьим-пятым размыкающим контактами 24-25 и 26-28, замыкающий и размыкающий выключатели 29-30 ограниченного закрь}тия заслонки наружного воздуха сдвоенного клапана 13, замыкающий выключатель 31 полного закрытия клапана 14 теплоносителя, второй-третий замыкающие и четвертый-пятый размыкающие контакты 32 — 33 и

34-35 пускателя 4.

При этом терморегулятор 7 нагреваемого воздуха включен в систему управления через второй замыкающий контакт 32 пускателя 4 и соединен выходом 9 иа понижение температуры с цепью 11 открытия сдвоенного клапана 13 через параллельно включенные замыкающий выключатель 31 полного закрытия клапана 14 теплоносителя и первый замыкающий контакт 24 реле 23 переключения и с цепью 17 закрытия клапана 14 теплоносителя через последовательно включенные третий замыкающий и четвертый замыкающий контакты 33 и 27 пускателя 4 и реле 23 переключения, а выходом 10 на повышение температуры соединен с цепью 12 закрытия сдвоенного клапана через размыкающий выключатель 30 ограниченного закрытия наружного воздуха и с цепью 16 открытия клапана 14 теплоносителя через последовательно включенные замыкающий выключатель 29 сдвоенного клапана 13 и третий размыкающий контакт

26 реле 23 переключения, при чем последнее включено через термореле 22 наружного воздуха.

Терморегулятор 18 обратного теплоносителя включен через второй замыкающий контакт 25 реле 23 переключения и соединен выходами 20 и 21 управления нэ понижение и повышение температуры с цепями

17 и 16 закрытия и открытия клапана 14 теплоносителя, четвертый размыкающий контакт 34 пускателя 4 включен между автоматом питания и цепью 12 закрытия сдвоенного клапана 13, а последовательно включенные пятые раэмыкающие контакты

28 и 35 реле 23 переключения и пускателя

4 включены между автоматом 1 питания и цепью 17 закрытия клапана 14 теплоносителя.

В соответствии с предложенным способом регулирование температуры слгеси наружного и рециркуляционного воздуха на выходе теплообменника 15 (далее приточного воздуха) осуществляется следующим образом.

В зоне отрицательных температур k3ружного воздуха соотношение количества наружного и рециркуляционного воздуха изменяют по отклоиени о температуры приточнсго воздуха: при повышении последней доля наружного воздуха увели н1вэется; при понижении — умеиьшаетсч. При этом количество теплоносителя через теплообмеииик

15 изменяют по отклонен . . температуры обратного теплоносителя: при повышении последней количество —.à".плоиосителя уменьшают; при понижении — увеличивают, т.е. последняя поддерживается иа постоянНоМ мии}имэльиом заданном уровне, например 15 — 20ОС, исключая возможность замерзания воды в трубках тепл аобмеи ника

15, КОТ0р08 }c)}f j}бляется тем lPj}3TI}}pHhlM расслоением воздуха в смес; дс теплообменника 15, С ростом температуры наруж} ого воздуха и переходом его в зону полож тельных значений температуру приточиого воздуха можно поддерживать в дальнейшел"„иэпример, путем последовательного уменьшения количества теплоносителя и увеличения количества наружного воздуха при соответствующем, уменьшении рециркуляции, т.е. с повышением температуры наружного воздуха сначала уменьшается расход теплоиосителя до нуля (в это время исключается возможность замерзания трубок), э далее увеличивается доля наружного воздуха до

100 (;, На фиг.2 кривые А, В и С характеризуют температуру обратного теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха соответственно при пер."ом (эиэ»ог), 2005281

40

50 втором (протатип) и предложенном способах регулирования. Кэк видно из фиг,2, только по предложенному способу регулирования (график С) обеспечивается паста,н:гая минимальная температура обратного теплоносителя в зоне отрицательных температур наружного воздуха, что повышает эффективность использования энтальпии теплоносителя теплосети.

Система автоматического управления приточнай вентустановкой работает следующим образом.

Зона отрицательных температур наружнога воздуха.

В предпусковом (ночном) режиме через включенный автомат 1 питания и замкнутое термореле 22 наружного воздуха включено реле 23 переключения, которое своим вторым замыкающим контактом 25 включает терморегулятор 18, который по сигналу своего датчика 19 температуры обратного теплоносителя с выходов 20 и 21 управления на понижение и повышение температуры подает команды по цепям 16 и 17 открытия и закрытия на клапан 14 теплоносителя (при повышении температуры обратного теплоносителя клапан 14 прикрывается; при понижении — открывается), который удерживает температуру обратного теплоносителя на необходимом минимуме, обеспечивая защиту теплообменника 15 от замерзания и исключая неоправданный расход теплоносителя. При этом через четвертый размыкающий контакт 34 пускателя

4 по цепи 12 подается команда на полное закрытие, сдвоенного клапана 13, перекрывающего неоправданный доступ холодного наружного воздуха к теплообменнику 15.

Для включения приточной вентсистемы нажимается пусковая кнопка 3 и через замкнутую стоповую кнопку 2 включается пускатель 4, который самоблокируется первым замы ка,ощим контактом 6 и включает вентилятор 5. Пускатель 4 вторым замыкающим контактом 32 включает терморегулятор 7, который по сигналу датчика 8 приточного воздуха начинает подавать команду с выхода 9 через первый замыкающий контакт 24 включенного реле 23 по цепи 11 на открытие сдвоенного клапана 13 в сторону забора холодного наружного воздуха и уменьшения доли теплого рециркуляционного воздуха. При этом начинает понижаться температура обратного теплоносителя и терморегулятор 18 по сигналу датчика 19 с выхода 21 па цепи 16 начинает открывать клапан 14, увеличивая расход теплоносителя до восстановления заданной температуры, например 20 С, и одновременно повышая температуру притачного воздуха.

При возможном дальнейшем понижении температуры приточного воздуха (понизилась температура наружного воздуха) терморегулятор 7 по сигналу датчика S с выхода

10 через размыкающий выключатель 30 ограниченного закрытия наружного воздуха (70 g) по цепи 12 начинает закрывать сдвоенный клапан 13, уменьшая количество холодного наружного и увеличивая количество теплого рециркуляционного воздуха. При этом начинает повышаться температура обратного теплоносителя и терморегулятор 18 с выхода 20 по цепи 17 начинает прикрывать клапан 14, уменьшая расход теплоносителя да восстановления заданной температуры обратного теплоносителя.

В дальнейшем под влиянием различных возмущающих воздействий, включая и изменение температуры наружного воздуха или/и температуры рециркуляционного воздуха, процесс регулирования происходит указанным способом, Поскольку регулирование температуры приточного воздуха сдвоенным клапаном 13 обладает значительно меньшей инерционностью, чем регулирование температуры обратного теплоносителя клапаном 14, та система управления в целом обладает высокой стабильностью и надежностью.

В предпусковом (начном) режиме через автомат 1 питания и четвертый размыкающий контакт 34 пускателя 4 поступает команда по цепи 12 на полное закрытие сдвоенного клапана 13 в сторону прохода наружного воздуха и через последовательно включенные пятые размыкающие контакты 28 и 35 отключенных реле 23 переключения и пускателя 4 поступает команда по цепи 17 на полное закрытие клапана 14 теплоносителя.

Для включения приточнай системы нажимается пусковая кнопка 3 и через замкнутую стоповую кнопку 2 включается пускатель 4, который самоблокируется перBblM замыкающим контактом 6 и включает вентилятор 5. Пускатель 4 вторым замыкающим контактом 32 включает терморегулятор

7, который па сигналу датчика 8 начинает подавать команду с выхода 9 через замкнутый выключатель 31 полного закрытия клапана 14 теплоносителя по цепи 11 на открытие сдвоенного клапана 13 в сторону прохода наружного воздуха до установления заданной температуры приточного воздуха.

При понижении температуры приточного воздуха вследствие понижения температуры наружного воздуха терморегулятор 7 с выхода 10 сначала подает команду через

2005281 наружного воздуха к заданной емпературе приточного воздуха.

При переходе температуры наружного воздуха из зоны положительных значений в

5 зону отрицательных или наоборот система управления автоматически переходит с режима на режим посредством термореле 22 наружного воздуха и контактов реле 23 переключения.

10 Таким абра"î:ì,,изобретение обеспечивает более полное использование энтальпии теплоносителя теплосети при высокой надежности системы управления.

15 (56) Костырко К. и Околович-Гробовска П.

Измерение и регулирование влажности в помещениях, M. Стройиздат, 1982, с, 136137, 154 — 155, рис, 124, 146.

Авторское свидетельство СССР

20 М 1439359, кл; F 24 Р Ь 00, 1986.

Формула изобретения

1. Способ регулирования температуры смеси наружного и рециркуляционного воздуха на выходе теплообменника, заклю- 25 чающийся в регулировании соотношения количества наружного и рециркуляционного воздуха до теплообменника и количества теплоносителя через теплообменник при отрицательных температурах наружно- 30 го воздуха, отличающийся тем, что соотношение количества наружного и рециркуляционного воздуха регулируют в зависимости от изменения температуры воздуха на выходе иэ теплообменника, а 35 количество теплоносителя через теплообменник регулируют в зависимости от изме-, нения температуры теплоносителя после теплообменника.

2, Система автоматического управле- ния приточной вентиляционной установкой, содержащая автомат питания, включенный через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки пус- 45 катель вентилятора с первым замыкающим блок-контактом пусковой кнопки, терморегулятор с датчиком нагреваемого воздуха, связанный выходами управления на понижение и повышение с цепями открытия и 50 закрытия заслонки сдвоенного клапана наружного и рециркуляционного воздуха, размещенной в канале наружного воздуха, клапан теплоносителя теплообменника с цепями открытия и закрытия, отличающая- 55 ся тем, что система дополнительно содержит терморегулятор с датчиком обратного теплоносителя и выходами управления на понижение и повышение температуры, термореле наружного воздуха, реле перееще замкнутый выключатель 30 по цепи 12 на закрытие сдвоенного клапана 13 в сторону прохода наружного воздуха до некоторого предела (30 от смеси), а после размыкания выключателя 30 через замкнувшийся выключатель 29 и третий размыкающий-контакт 26 отключенного реле 23 подает команду по цепи 6 на открыти клапана 14 теплоносителя до восстановления температуры приточного воздуха. При обратном повышении температуры последнего терморегулятор 7 с выхода 9 через третий и четвертый замкнутые контакты 33 и 27 пускателя 4 и реле 23 сначала подает команду по цепи 17 на закрытие клапана 14 теплоносителя, а в случае его полного закрытия через замкнувшийся выключатель 31 подает команду по цепи 11 на открытие клапана 13 в сторону прохода наружного воздуха вплоть до 100% при подходе температуры ключения с первым - вторым замыкающими и третьим — пятым размыкающими контактами, замыкающий и размыкающий выключатели о;раниченного закрытия заслонки нару>кного воздуха сдвоенног0 клапана теплоносителя, второй - третий замыкающие и четвертый - ггятый размыка: ющие контакты пускателя, гри этом терморегулятор нагреваемого воздуха вклю-:ен в систему управления через втсрой "-амь..кающий контакт пускателя и соединен выхо дом на пони>кение температуры с цепью

: открытия сдвоенного клапана через параллельно включенные замыкающии выключатель полного закрытия клапана теплоносителя и первый замыкающий контакт реле переключения и с цепью закрытия клапана теплоносителя через последовательно включенные третий замыкающий и четвертый размыкающий кон,такты пускателя и реле переключения, а ,выходом на повышение температуры соедиHBH с цепью закрытия сдвоенного клапа, на через размыкающий выключатель ограниченного закрытия наружного возду ха и с цепью открытия клапана теплоносителя через последовательно включенные замыкающий выключатель сдвоенного кла. пана и третий размыкающий контакт реле переключения, причем последнее включе но через термореле наружного воздуха, терморегулятор обратного теплоносителя, .включен через второй замыкающий кон,такт реле переключения и соединен выходами управления на пани>кение и повышение температуры с цепями закрытия и открытия клапана теплоносителя, четвертый размыкающий контакт пускате11

2005281 ля включен между автоматом питания и кающие контакты реле переключения и цепью закрытия сдвоенного клапана, а по- . пускателя включены между автоматом писледовательно включенные пятые размы- тания и цепью закрытия клапана теплоно5 сителя.

2005281

0 7

Корректор Л.Филь

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор А. Бер

Заказ 3430

Составитель E. Тарасов

Техред М.Моргентал

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5