Устройство для регулирования температуры воздуха в помещении
Владельцы патента RU 2263848:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области автоматического регулирования и управления, в частности к устройствам для регулирования температуры воздуха в помещениях, отапливаемых от систем открытого теплоснабжения. Технический результат: повышение экономичности устройства за счет снижения расхода энергоемкого теплоносителя контура общей циркуляции для поддержания заданных параметров по температуре отапливаемого помещения за счет максимального использования энергетического потенциала теплоносителя путем увеличения расхода теплоносителя контура дополнительной циркуляции, с обеспечением оптимизации расхода тепла и затрат электроэнергии на суммарную работу приводов циркуляционных насосов. Устройство для регулирования температуры воздуха в помещении, отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержащей контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса контура общей циркуляции с выходом регулятора температуры воздуха, дополнительно содержит датчик температуры обратного теплоносителя на выходе из системы отопления, при этом на выходе циркуляционного насоса прямой магистрали контура общей циркуляции размещен счетчик тепла, а на выходе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен счетчик расхода теплоносителя. 1 ил.
Изобретение относится к области автоматического регулирования и управления, в частности к устройствам для регулирования температуры воздуха в помещениях, отапливаемых от систем открытого теплоснабжения.
Известно устройство для регулирования температуры воздуха в помещении (см. авторское свидетельство СССР №779747, МКл. F 24 D 3/02, 1977), содержащее контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом, регуляторы температуры воздуха и перепада давления между прямой и обратной магистралями контуров.
Недостатком является низкая экономичность из-за высокой динамической ошибки регулирования и значительного расхода энергии на циркуляцию теплоносителя.
Известно устройство регулирования температуры воздуха в помещении (см. авторское свидетельство СССР №1193378, МКл2, F 24 D/00, 1985. Бюл. №43), отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, и содержащего контур общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса контура общей циркуляции с выходом регулятора температуры воздуха.
Недостатком является непроизводительные расходы энергии при снижении температуры воздуха в помещении на перемещение значительного количества энергоемкого горячего теплоносителя в контуре общей циркуляции для восстановления заданной температуры воздуха в отапливаемом помещении.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение экономичности устройства за счет снижения расхода энергоемкого теплоносителя контура общей циркуляции для поддержания заданных параметров по температуре отапливаемого помещения за счет максимального использования энергетического потенциала теплоносителя путем увеличения расхода теплоносителя контура дополнительной циркуляции с обеспечением оптимизации расхода тепла и затрат электроэнергии на суммарную работу приводов циркуляционных насосов.
Технический результат по повышению экономичности за счет оптимизации расхода тепла и затрат электроэнергии на работу приводов циркуляционных насосов достигается тем, что устройство для регулирования температуры воздуха в помещении, отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержащее контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса контура общей циркуляции с выходом регулятора температуры воздуха, дополнительно содержит датчик температуры обратного теплоносителя на выходе из системы отопления, при этом на выходе циркуляционного насоса прямой магистрали контура общей циркуляции размещен счетчик тепла, а на выходе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен счетчик расхода теплоносителя для осуществления контроля при оптимизации расхода тепла и затрат электроэнергии на работу приводов циркуляционных насосов.
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для регулирования температуры воздуха в помещении.
Устройство содержит систему 1 отопления помещения 2, соединенную прямой и обратной магистралями 3 и 4 с источником 5 горячего теплоносителя, образуя контур общей циркуляции, снабженный циркуляционным насосом 6. Контур местной циркуляции образован системой 1 отопления помещения 2 и трубопроводом 7 повторной циркуляции, соединяющим магистрали 3 и 4 вблизи места подключения их к системе 1 отопления. Контур повторной циркуляции снабжен циркуляционным насосом 8, установленным на трубопроводе 7 повторной циркуляции. Приводы 9 и 10 циркуляционных насосов 6 и 8 снабжены регуляторами 11 и 12 скорости вращения. В обогреваемом помещении 2 установлен датчик 13 температуры, связанный с регулятором 14 температуры, а в системе 1 отопления - датчик 15 температуры обратного теплоносителя, связанный с регулятором 14 температуры и датчик 16 перепада давления, подключенный к регулятору 17 перепада давления.
На выходе циркуляционного насоса 6 прямой магистрали 3 контура общей циркуляции размещен счетчик 18 тепла, а на выходе циркуляционного насоса 8 контура повторной циркуляции размещен счетчик 19 расхода теплоносителя.
Устройство работает следующим образом.
При понижении температуры в помещении 2 меньше заданной, сигнал датчика 13 температуры поступает на регулятор 14 температуры, который воздействует на регулятор 11 скорости вращения, тем самым увеличивая подачу циркуляционного насоса 6.
Увеличение расхода высокостоимостного горячего теплоносителя через счетчик тепла 18 приводит к повышению температуры потока в обратной магистрали 4 контура повторной циркуляции, в силу наличия переходных процессов в устройстве, что регистрируется датчиком 15 температуры обратного теплоносителя. Сигнал датчика 15 температуры обратного теплоносителя поступает на регулятор 14 температуры, который воздействует на регулятор 11 скорости вращения, тем самым уменьшая подачу циркуляционного насоса 6.
При возвращении в оптимальный режим путем уменьшения расхода горячего теплоносителя через циркуляционный насос 6, наблюдается колебание давления в прямой магистрали 3 контура общей циркуляции и соответственно уменьшается перепад давления в системе 1 отопления. При этом сигнал датчика 16 перепада давления поступает на регулятор 17 перепада давления, который воздействует на регулятор 12 скорости вращения, тем самым достигается увеличение подачи насоса 8 контура повторной циркуляции до тех пор, пока перепад давления в системе 1 отопления не станет равен заданному.
Увеличение количества обратного теплоносителя, с недоиспользованным энергетическим потенциалом, перемещающегося через счетчик 19 расхода теплоносителя приводит к увеличению давления в прямой магистрали 3, т.к. для повышения и дальнейшего поддержания заданной температуры воздуха в отапливаемом помещении 2 требуется большее суммарное количество поступающего к нему теплоносителя из-за снижения расхода высокостоимостного горячего теплоносителя.
Следовательно, поддержание заданной температуры воздуха в помещении 2 системой 1 отопления посредством регулятора 14 температуры воздуха и регулятора 17 перепада давления осуществляется в автоматизированном режиме работы циркуляционных насосов 6 и 8 при поддержании оптимальной подачи высокостоимостного горячего теплоносителя, регистрируемого счетчиком 18 тепла и расхода обратного теплоносителя, с недоиспользованным энергетическим потенциалом, через счетчик 19 расхода теплоносителя. При этом необходимым условием оптимизации перемещения теплоносителей в контуре общей циркуляции и контуре повторной циркуляции является соотношение расхода тепла, регистрируемого счетчиком 18, и затрат энергии на привод соответствующих циркуляционных насосов.
Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что в связи с постоянным возрастанием стоимости энергоносителей, в качестве которых в предлагаемом изобретении используется как энергоемкий теплоноситель контура общей циркуляции, так и менее энергоемкий теплоноситель контура дополнительной циркуляции, достигается повышение эффективности устройства с использованием автоматизации работы циркуляционных насосов в оптимальном режиме ценовых затрат, определяемых снижением расхода высокостоимостного теплоносителя контура общей циркуляции за счет максимального использования энергетического потенциала теплоносителя контура дополнительной циркуляции при поддержании заданных температурных параметров в отапливаемом помещении.
Устройство для регулирования температуры воздуха в помещении, отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержащее контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса контура общей циркуляции с выходом регулятора температуры воздуха, отличающееся тем, что дополнительно содержит датчик температуры обратного теплоносителя на выходе из системы отопления, при этом на выходе циркуляционного насоса прямой магистрали контура общей циркуляции размещен счетчик тепла, а на выходе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен счетчик расхода теплоносителя.
