Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя



Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя
Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя
Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя
Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя
Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя
Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя
Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя

 


Владельцы патента RU 2480678:

Данфосс А/С (DK)

Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя, в которой применяют средства регулирования расхода и подачи теплоносителя в стояк однотрубной системы типовой компоновки, например, для строительных кооперативов, для подачи тепла к радиаторам в квартирах. Этот способ регулирования относится к регулированию температуры теплоносителя в ответ на изменения внешних параметров (температуры) и расхода в ответ на изменения температуры теплоносителя в обратном трубопроводе. Использование в однотрубной системе теплоснабжения двойного регулирования делает данную однотрубную систему теплоснабжения высокоэффективной с зависящим от нагрузки энергопотреблением. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Система, в которой применяют средства регулирования расхода и подачи теплоносителя в стояк однотрубной системы типовой компоновки, например, для строительных кооперативов, для подачи тепла к радиаторам в квартирах. Этот способ регулирования относится к регулированию температуры теплоносителя в ответ на изменения внешних параметров (температуры) и расхода в ответ на изменения температуры теплоносителя в обратном трубопроводе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Снабжаемые по трубам радиаторы, например, в зданиях или строительных кооперативах обычно компонуют либо в виде двухтрубной, либо в виде однотрубной системы. Ниже мы будем говорить, в общем, о "домах", имея в виду здания, состоящие из нескольких квартир, или любые другие помещения, для которых такие компоновки являются типичными.

В традиционных двухтрубных системах комплект параллельных труб образует подающие трубопроводы (или, применяя более общий термин, "линии") для совокупности теплообменных аппаратов, например радиаторов. Трубопроводы, соединенные с каждой такой совокупностью теплообменных аппаратов, называют стояками; в традиционных двухтрубных системах расход в каждом стояке регулируют отдельно, таким образом согласуя с текущей нагрузкой динамический расход в каждом стояке.

Однако в однотрубных системах теплоноситель (обычно воду) с определенным расходом и определенной температурой среды (обычно воды) подачи подают по подающему трубопроводу к совокупности теплообменных аппаратов. Отдельные радиаторы соединяют последовательно один за другим, так что обратный трубопровод одного радиатора является подающим трубопроводом для следующего радиатора.

Обычно расход теплоносителя для каждого радиатора регулируют при помощи термостатов, устанавливаемых пользователями радиаторов, но в традиционных системах общий расход в подающем трубопроводе и обратном трубопроводе, по существу, постоянен, то есть в зависимости от изменений нагрузки он не меняется.

Например, в жаркий день, или просто когда увеличение температуры в помещении приводит к закрытию радиаторного термостата, радиаторные термостаты, в общем, закрываются, чтобы большая часть теплоносителя текла через байпас. Такая компоновка ведет к нежелательной высокой температуре теплоносителя в обратном трубопроводе (обратных трубопроводах). Высокая температура теплоносителя нежелательна, так как это ведет к неконтролируемому нагреву жилых помещений и, более того, излишним потерям тепла теплоносителя в трубопроводах, поскольку трубопроводы продолжают подавать тепло, хотя радиаторы закрыты. В частности, это имеет место в том случае, если трубопроводы плохо изолированы. Это причиняет жильцам дополнительные неудобства.

В двухтрубных системах гидрораспределитель, регулирующий расход, располагают центрально. В случае однотрубной системы это невозможно, так как это привело бы к недостаточному расходу в частях системы, все еще имеющих большую нагрузку, и к избыточному расходу в частях/стояках с низкой нагрузкой.

Данное изобретение относится к решению, позволяющему создать высокоэффективную однотрубную систему с зависящим от нагрузки энергопотреблением.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном изобретении проблема однотрубных систем решается благодаря применению двойного регулирования: одного для регулирования температуры подаваемого теплоносителя, то есть температуры подачи, и еще одного для регулирования расхода через совокупность теплообменных аппаратов в зависимости от температуры теплоносителя в обратном трубопроводе. Регулирование расхода и температуры в обратном трубопроводе каждого стояка осуществляют "децентрализовано".

Регулирование температуры подачи основано на наружных условиях, включающих такие влияющие на систему условия, на которые сама система влиять не может, например, при применении погодного регулятора эти условия предпочтительно включают погоду (в частности, наружную температуру, например температуру наружного воздуха в районе здания), но эти условия также могут включать другие факторы, могущие повлиять на расчетное количество тепла, которое необходимо подать в дома. Основной, но не исключительный, вариант осуществления изобретения, в частности, связан с наружной температурой, следовательно, система опционально содержит датчик наружной температуры. В еще более предпочтительном варианте осуществления систему соединяют с системой прогноза погоды, например, через Интернет.

Таким образом, в данном изобретении предлагается система, которая содержит:

совокупность теплообменных аппаратов, соединенных последовательно, так что обратный трубопровод одного теплообменного аппарата является подающим трубопроводом для следующего теплообменного аппарата;

магистральный подающий трубопровод, соединенный с подающим трубопроводом первого (если смотреть в направлении потока) из теплообменных аппаратов;

магистральный обратный трубопровод, соединенный с обратным трубопроводом последнего (если смотреть в направлении потока) из теплообменных аппаратов;

в которой теплоноситель с температурой в подачи подают с определенным расходом из магистрального подающего трубопровода к совокупности теплообменных аппаратов,

причем эта система дополнительно содержит

регулятор расхода, соединенный с обратным трубопроводом, причем регулятор расхода предназначен для регулирования расхода в обратном трубопроводе;

исполнительное устройство, управляющее регулятором расхода;

датчик температуры, расположенный с теплообменной связью с теплоносителем в обратном трубопроводе.

Чтобы обеспечить непрерывный расход, несмотря на частые изменения нагрузки каждого из теплообменных аппаратов, например, когда эти аппараты регулируются пользователями, регулятор расхода, кроме того, приспособлен для поддержания постоянного расхода, несмотря на изменения давления в магистральном подающем трубопроводе.

Чтобы избежать подачи в систему слишком большого количества энергии, предпочтительно посредством заблаговременного соответствия наружным условиям, в одном из вариантов осуществления изобретения система может содержать наружный датчик температуры, установленный для измерения наружной по отношению к системе температуры.

В частности, но не исключительно, чтобы обеспечить регулирование температуры в обратном трубопроводе по уставке в зависимости от различных параметров, в одном из вариантов осуществления изобретения система может содержать электронный регулятор, соединенный с каждым исполнительным устройством и датчиками температуры, соединенными с обратными трубопроводами системы. Опционально электронный регулятор соединяют с датчиком температуры, соединенным с магистральным подающим трубопроводом, а также опционально с датчиком наружной температуры.

В одном из вариантов осуществления изобретения каждое исполнительное устройство управляется при помощи импульсов, например, в тех случаях, когда исполнительное устройство представляет собой электромагнитное, пневматическое, гидравлическое или электрострикционное управляющее устройство.

Чтобы обеспечить постоянную оптимизацию системы, электронный регулятор приспособлен для слежения за измеряемыми параметрами и использования этих данных для оптимизации зависимости уставки температуры подачи от наружной температуры и уставки температуры в обратном трубопроводе от уставки температуры подачи.

В варианте, альтернативном варианту с электронным регулятором, каждое исполнительное устройство соединено прямо с датчиками температуры, представляет собой устройство прямого действия и содержит средства регулирования уставки температуры в обратном трубопроводе. Естественный выбор заключается в том, что исполнительное устройство представляет собой термостат.

В домах часто имеется несколько стояков, подключенных параллельно друг другу, поэтому расход в каждом стояке системы соответствует нагрузке и расход в каждой совокупности стояков регулируется отдельно.

Чтобы обеспечить оптимальную уставку системы, в одном из вариантов осуществления изобретения температуру подачи регулируют в соответствии с уставкой температуры в подающем трубопроводе в зависимости от внешних по отношению к системе параметров, а расход регулируют в соответствии с уставкой температуры в обратном трубопроводе в зависимости от температуры теплоносителя вниз по потоку от первого аппарата в совокупности теплообменных аппаратов. Уставку температуры в обратном трубопроводе предпочтительно регулируют в ответ на регулирование уставки температуры подачи.

ФИГУРЫ

Фиг.1. Стандартная компоновка однотрубной системы, в которой может быть использовано данное изобретение.

Фиг.2. Несколько параллельных стояков, каждый из которых объединен с совокупностью теплообменных аппаратов, причем каждый стояк регулируют в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения.

Фиг.3. Регулятор расхода, применяемый в одном из вариантов осуществления изобретения, причем этот регулятор приспособлен для поддержания постоянного расхода, несмотря на изменения давления.

Фиг.4. Графики зависимости уставки от наружных условий.

Фиг.5A и 5B. Графики, показывающие, каким образом данное изобретение позволяет установить соотношение расходов для лучшего соответствия фактической нагрузке в системе.

Фиг.6. Система, в которой применяют электронный регулятор в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 показана типичная конфигурация однотрубной системы, при которой некоторое количество теплоносителя (обычно воды), имеющего температуру подачи, через подающий трубопровод (3) с определенным расходом подают к совокупности теплообменных аппаратов (6), например радиаторов, и которая предназначена для отопления нескольких жилых помещений. Ниже без потери всеобщности такие теплообменные аппараты (6) часто называются радиаторами. Отдельные радиаторы (6) соединяют последовательно один за другим, так что обратный трубопровод (4) одного радиатора (6) является подающим трубопроводом (3) для следующего радиатора (6). Подающий трубопровод (3) и обратный трубопровод (4) каждого радиатора (6) дополнительно соединяют байпасом (5). Магистральный подающий трубопровод (1) соединяют с подающим трубопроводом (3) первого (если смотреть в направлении потока) из радиаторов (6), а магистральный обратный трубопровод (2) соединяют с обратным трубопроводом (4) последнего (если смотреть в направлении потока) из радиаторов (6) совокупности.

Такая компоновка кое-где является типичной для домов, содержащих несколько помещений и квартир, в которых, например, каждый из нескольких параллельных стояков соединен с несколькими помещениями или квартирами. В этом тексте каждое из помещений или квартир рассматривают как один теплообменный аппарат, в этом случае сопряженные со стояком помещения (квартиры) содержат "совокупность" теплообменных аппаратов или радиаторов (6).

Отдельные радиаторы (6) внутри каждого помещения (квартиры) могут соединять по схожей или весьма разной компоновке.

Таким образом, в домах, которые содержат несколько стояков, такая система содержит соответствующее множество совокупностей радиаторов, соединенных последовательно и присоединенных к общему магистральному подающему трубопроводу (1) и магистральному обратному трубопроводу (2), причем расход в каждой из совокупностей регулируют отдельно.

Теплоноситель могут подавать прямо в радиаторы (6) (далее мы будет называть это компоновкой с прямой подачей) либо в системе могут применять подстанцию, содержащую теплообменник, отделяющий подающие трубопроводы, например, от здания (далее мы будем называть это компоновкой с подстанцией), таким образом образуя замкнутый контур для теплоносителя, циркулирующего в отдельных радиаторах (6). Расход теплоносителя в каждом радиаторе (6) регулируют при помощи средств (7) регулирования расхода, далее без потери всеобщности называемых радиаторными термостатами.

Кроме того, регулирование расхода в радиаторах (6) влияет на расход в байпасах (5); при изменении расхода в радиаторах (6) соответственно меняется расход в байпас (5).

Например, в жаркий день или просто когда приток тепла от имеющихся в помещении источников вызывает закрытие радиаторного термостата (7), радиаторные термостаты (7), в общем, закрываются, чтобы большая часть теплоносителя текла через байпас (5). Такая компоновка ведет к нежелательной высокой температуре теплоносителя в обратном трубопроводе (обратных трубопроводах) (4). Высокая температура теплоносителя в обратном трубопроводе нежелательна, так как это ведет к неконтролируемому нагреву жилых помещений и, более того, излишним потерям тепла теплоносителя в трубопроводах, поскольку трубопроводы продолжают подавать тепло, хотя радиаторы закрыты. В частности, это имеет место в том случае, если трубопроводы плохо изолированы. Это причиняет жильцам дополнительные неудобства.

В данном изобретении эта проблема решается благодаря применению двойного регулирования: одного для регулирования температуры подаваемого теплоносителя, то есть температуры подачи, и еще одного для регулирования расхода через совокупность теплообменных аппаратов (6) в зависимости от температуры теплоносителя в обратном трубопроводе (3).

Регулирование температуры подачи основано на наружных условиях, включающих такие влияющие на систему условия, на которые сама система влиять не может, например, эти условия предпочтительно включают погоду (в частности, наружную температуру, например температуру наружного воздуха в районе здания), но эти условия также могут включать другие факторы, могущие повлиять на расчетное количество тепла, которое необходимо подать в дома. Основной, но не исключительный, вариант осуществления изобретения, в частности, связан с наружной температурой, следовательно, система опционально содержит датчик (8) наружной температуры. В еще более предпочтительном варианте осуществления систему соединяют с системой прогноза погоды, например, через Интернет.

Таким способом, регулирование расхода в стояках основано на фактическом потреблении или нагрузке (2) в стояке (стояках), так как меняющееся потребление изменяет температуру теплоносителя в обратном трубопроводе (обратных трубопроводах) (4).

На фиг.2 показана компоновка в соответствии с данным изобретением, при которой регулятор (9) расхода соединяют с обратным трубопроводом (4), соединенным с совокупностью радиаторов (6), для контроля расхода теплоносителя в трубопроводах, питающих эти радиаторы (6).

В предпочтительном, но не ограничительном, варианте осуществления изобретения регулятор (9) расхода имеет два режима: клапана регулирования расхода и не зависящего от давления балансировочного клапана. В этом варианте осуществления изобретения регулятор (9) расхода содержит средства для установки заданного расхода и средства для обеспечения по существу постоянного расхода, несмотря на изменения давления в проточной системе. Такие клапаны можно приобрести на рынке, в качестве примера можно назвать серию изделий AB-QM, поставляемых фирмой Danfoss A/S, которые раскрыты, например, в патенте DE 103 23 981.

На фиг.3 показан такой клапан (9) или регулятор расхода, состоящий из двух частей - дифференциального регулятора давления и регулирующего клапана. Дифференциальный регулятор давления поддерживает постоянное дифференциальное давление на регулирующем клапане (9). Регулирующий клапан (9) содержит шток (31), сальник (32), пластмассовое кольцо (33), конус (34) регулирующего клапана, мембрану (35), главную пружину (36), полый конус (регулятор давления) (37) и вулканизированное седло (регулятор давления) (38). Разность давлений ΔPcv (P2-Р3) на мембране (35) компенсируют благодаря силе пружины (36). Всякий раз, когда дифференциальное давление на регулирующем клапане (9) меняется (вследствие изменения возможного давления или перемещения регулирующего клапана), полый конус (37) перемещается в новое положение, что порождает новое равновесие и, следовательно, сохраняет дифференциальное давление на постоянном уровне. Регулирующий клапан (9) имеет линейную характеристику. Его характерная особенность заключается в ограничении хода, что делает возможной регулировку значения Kv. Ограничение хода изменяют, приподняв блокировочный механизм и повернув головку клапана (9) в требуемое положение. Блокировочный механизм автоматически предотвращает нежелательные изменения установки.

Применение такого регулятора (9) расхода дает еще одно преимущество, которое заключается в том, что, например, расход в стояках регулируют взаимно независимо, несмотря на то, что стояки соединены с общим подающим трубопроводом (1) и общим обратным трубопроводом (2).

Из фиг.2 видно, что регулятор расхода соединяют с обратным трубопроводом (4) последнего (если смотреть в направлении потока) из радиаторов (6), причем с регулятором расхода (9) соединено исполнительное устройство (10), опционально с применением адаптера. Кроме того, на этом чертеже показан датчик температуры (11), расположенный в состоянии теплообмена с обратным трубопроводом (4).

Исполнительные устройства (10) могут представлять собой исполнительные механизмы, они могут быть устройствами прямого действиями или управляемыми устройствами, и они могут работать по любому из известных принципов, например электромагнитному, пневматическому, гидравлическому, электроактивному и т.д.

Итак, на фиг.2 показана система с двойным регулированием: одна часть регулирования относится к регулированию температуры подачи в зависимости от наружных условий, например наружной температуры, а вторая часть предназначена для регулирования расхода, связанного с каждой совокупностью теплообменников (6), в зависимости от температуры в обратном трубопроводе, то есть температуры теплоносителя в обратном трубопроводе (4). Таким образом, эта система становится системой с переменным расходом и индивидуальным регулированием расхода в каждом стояке в зависимости от нагрузки в каждом из отдельных стояков.

На фиг.4 приведены две кривые, иллюстрирующие регулирование в соответствии с данным изобретением. Верхняя кривая (12) представляет собой кривую регулирования температуры подачи в зависимости от наружной температуры. Во всяком случае эта кривая показывает, как уставка температуры подачи меняется с изменением наружной температуры. Точная форма этой кривой и зависимость зависят от нескольких факторов, например от состояния изоляции здания; обычно ее оптимизируют в соответствии с условиями реальной системы.

Изменять уставку температуры в обратном трубопроводе в соответствии с изменениями уставки температуры подачи предпочтительно по нескольким причинам, например в связи с проблемами, возникающими из-за избыточного тепла.

Аналогично нижняя кривая (13) представляет собой кривую регулирования уставки температуры в обратном трубопроводе, причем эта кривая отражает усовершенствованный вариант основного регулирования температуры в обратном трубопроводе, когда уставка температуры в обратном трубопроводе активно изменяется в соответствии с результатом регулирования температуры подачи на основе наружной температуры. Следовательно, эта кривая отображает регулирование уставки температуры в обратном трубопроводе. Целью является, чтобы эффективность регулирования, при котором расход регулируют по нагрузке в каждом стояке, оставалась высокой в течение всего отопительного сезона.

Итак, нижняя кривая (13) изменяется вследствие двух факторов: температуры подачи и нагрузки в стояке (стояках), так как нагрузка в стояках непредсказуема и изменяется от 100 до 0%.

Таким образом, в соответствии с данным изобретением в системе применяют регулирование высшего порядка - регулирование уставки температуры в подводящем трубопроводе в зависимости от наружных условий и регулирование низшего порядка - коррекцию системы посредством изменения расхода в соответствии с температурой в обратном трубопроводе, зависящей от нагрузки в стояке (стояках), причем в вариантах осуществления данного изобретения уставка температуры в обратном трубопроводе активно изменяется в соответствии с изменением уставки температуры в подводящем трубопроводе.

На фиг.5А приведено графическое представление зависимости расхода от нагрузки в традиционной однотрубной системе без предлагаемого в данном изобретении регулирования. Пунктирной линией (14) показан текущий расход, колеблющийся непредсказуемым образом, поскольку эти системы вследствие работы радиаторного термостата (7) являются динамическими системами. Этот график наглядно показывает, что волнистая линия (16), отображающая текущую нагрузку, не находится в корреляционной связи с текущим расходом.

Прямая линия (15) является следствием применения в соответствии с изобретением не зависящего от давления регулятора (9) расхода.

На фиг.5B показана ситуация, соответствующая данному изобретению, когда расход регулируют в зависимости от температуры в обратном трубопроводе, таким образом регулируя расход в соответствии с потреблением или нагрузкой. Это дает такой расход (17), который в большей степени соответствует текущему потреблению, и, следовательно, более эффективную систему.

Изображенная на фиг.2 система соответствует простой конфигурации данного изобретения, при которой исполнительное устройство (10), управляющее уставкой расхода регулятора (9) расхода, представляет собой термостат любого типа, известного из современного уровня техники, то есть эта система является системой прямого действия. Датчик (11) температуры соединен прямо с управляющим устройством (10).

Такая компоновка обладает следующим преимуществом: дополнительный источник энергии для работы системы не нужен, и каждый стояк можно регулировать отдельно. Использование в качестве исполнительного устройства (10) обычного термостата, известного из уровня техники, дает преимущество, заключающееся в том, что такие устройства часто содержат средства установки заданной температуры, следовательно, уставку температуры в обратном трубопроводе можно регулировать в соответствии с определенной зависимостью, например, показанной на фиг.4.

На фиг.6 показан вариант осуществления изобретения, при котором все датчики (8), (9) и (19) (датчик температуры, измеряющий температуру теплоносителя в магистральном подающем трубопроводе (1)) и регуляторы (9) расхода или альтернативно исполнительные устройства (10) соединены с электронным регулятором (18), приспособленным для индивидуальной регулировки расходов в ответ на измеренную температуру. Применение такого электронного регулятора (18) дает ряд преимуществ в отношении исполнительных устройств прямого действия.

Электронный регулятор (18) содержит необходимые для электронных регуляторов (18) средства, хорошо известные в данной области техники.

При помощи электронного регулятора (18) уставка температуры в обратном трубопроводе автоматически регулируется в соответствии с фактическими условиями, в то время как в варианте с прямым регулированием уставку температуры в обратном трубопроводе обычно устанавливают вручную. Это дает огромный потенциал сбережения энергии, поскольку в этом случае система оптимизирует уставку температуры в обратном трубопроводе в соответствии с показанной на фиг.4 оптимизированной кривой (13).

В этом электронном варианте температуру подачи регулируют при помощи измерения наружной температуры (регулирование высшего порядка). На основе такого регулирования высшего порядка уставку температуры в обратном трубопроводе регулируют так, что устанавливают соответствующее значение, позволяющее оптимизировать рабочие параметры системы на протяжении всего года, следовательно, эти рабочие параметры от нагрузки (наружной температуры) не зависят. Регулирование высшего порядка расходов в стояках связано с отдельными совокупностями радиаторов (6) (нагрузками в стояках), таким образом благодаря этому регулированию расход связывают с потреблением тепла и таким образом преобразуют эту однотрубную систему, превращая ее из обычной системы с постоянным расходом в высокоэффективную систему с переменным расходом.

Еще одно преимущество заключается в том, что электронный регулятор (18) позволяет контролировать и регистрировать температуру и расход для регулирования и системного контроля, чтобы оперативно оптимизировать параметры системы в процессе работы.

Для защиты насоса системы в случае перекрытия всех стояков электронный регулятор (18) в одном из вариантов осуществления изобретения может автоматически открыть клапаны или регуляторы (9) расхода, расположенные по меньшей мере в одном из стояков, чтобы обеспечить минимальный расход.

Представленная система содержит датчик (8) наружной температуры для измерения температуры наружного воздуха. Регулирование температуры в магистральном подающем трубопроводе (1) можно осуществить любым способом, вполне понятным образом следующим из фактической компоновки. В представленной системе с подстанцией это могут осуществить посредством регулирования расхода теплоносителя в первичном контуре теплообменника (20) подстанции.

Электронный регулятор (18) соединен с отдельными исполнительными устройствами (10) и выполнен с возможностью приведения этих устройств в действие. В одном из вариантов осуществления изобретения при помощи электронного регулятора (18), кроме того, контролируют состояние исполнительных устройств (10).

Кроме того, электронный регулятор (18) соединен с датчиками (9), {19) температуры, измеряющими температуру в магистральном подающем трубопроводе (1) и в обратном трубопроводе отдельных стояков. Опционально он может быть соединен также с датчиком (8) наружной температуры (датчиком наружных условий).

В одном из вариантов осуществления изобретения исполнительным устройством (10), соединенным с регулятором (9) расхода, управляют при помощи импульсов. При широтно-импульсной модуляции в качестве средства регулирования для точного регулирования расхода применяют импульсы определенной частоты. Исполнительное устройство (10) предназначено для медленного закрытия или открытия регулятора (9) расхода, поскольку этот регулятор закрывается или открывается для расхода в стояке; импульс вызывает незначительное открытие или закрытие исполнительного устройства (9). В этом случае частота импульсов определяет открытое положение регулятора (9) расхода. Чем выше частота импульсов, тем в большей степени открыт регулятор (9) расхода или, альтернативно, тем в меньшей степени закрыт регулятор (9). Предпочтительна ситуация, когда импульсы приводят к тому, что исполнительное устройство (10) закрывает регулятор (9) расхода, так как в случае неисправности системы некоторый расход все еще сохранится, но данное изобретение таким решением не ограничено.

1. Однотрубная система теплоснабжения с регулированием расхода теплоносителя, содержащая
совокупность теплообменных аппаратов (6), соединенных последовательно, так что обратный трубопровод одного теплообменного аппарата (6) является подающим трубопроводом следующего теплообменного аппарата (6);
магистральный подающий трубопровод (1), соединенный с подающим трубопроводом (3) первого, если смотреть в направлении потока, из теплообменных аппаратов (6);
магистральный обратный трубопровод (2), соединенный с обратным трубопроводом (4) последнего, если смотреть в направлении потока, из теплообменных аппаратов (6);
в которой теплоноситель с температурой подачи подают с определенным расходом из магистрального подающего трубопровода (1) к совокупности теплообменных аппаратов (6);
причем эта система дополнительно содержит
регулятор (9) расхода, соединенный с обратным трубопроводом (4), где регулятор расхода (9) предназначен для регулирования расхода в обратном трубопроводе (4);
исполнительное устройство (10), управляющее регулятором (9) расхода;
датчик (11) температуры, находящийся в состоянии теплообмена с теплоносителем в обратном трубопроводе (4).

2. Однотрубная система теплоснабжения по п.1, в которой регулятор (9) расхода дополнительно предназначен для поддержания постоянного расхода, несмотря на изменения давления в магистральном подающем трубопроводе (1).

3. Однотрубная система теплоснабжения по п.1 или 2, в которой установлен датчик (8) наружной температуры для измерения наружной по отношению к системе температуры.

4. Однотрубная система теплоснабжения по п.3, в которой имеется электронный регулятор (18), соединенный с каждым исполнительным устройством (10), а датчики (11) температуры соединены с обратными трубопроводами (4) системы.

5. Однотрубная система теплоснабжения по п.4, в которой электронный регулятор (18) соединен с датчиком температуры (19), соединенным с магистральным подающим трубопроводом (1).

6. Однотрубная система теплоснабжения по п.4 или 5, в которой электронный регулятор (18) соединен с датчиком (8) наружной температуры.

7. Однотрубная система теплоснабжения по любому из п.4 или 5, в которой каждое исполнительное устройство (10) приводится в действие при помощи импульсов.

8. Однотрубная система теплоснабжения по п.7, в которой каждое исполнительное устройство (10) представляет собой электромагнитное, пневматическое, гидравлическое или электрострикционное исполнительное устройство.

9. Однотрубная система теплоснабжения по любому из пп.4, 5 или 8, в которой электронный регулятор (18) выполнен с возможностью мониторинга измеряемых параметров и использования этих данных для оптимизации уставки температуры подачи в зависимости от наружной температуры и уставки температуры в обратном трубопроводе в зависимости от уставки температуры подачи.

10. Однотрубная система теплоснабжения по любому из п.1 или 2, в которой каждое исполнительное устройство (10) соединено непосредственно с датчиком температуры (11), является автономным устройством и содержит средства регулирования уставки температуры в обратном трубопроводе.

11. Однотрубная система теплоснабжения по п.10, в которой исполнительное устройство (10) представляет собой термостат.

12. Однотрубная система теплоснабжения по любому из пп.1, 2, 4, 5, 8 или 11, в которой подающий трубопровод (3) и обратный трубопровод (4) каждого теплообменного аппарата (6) из совокупности теплообменных аппаратов (6) дополнительно соединены байпасом (5).

13. Однотрубная система теплоснабжения по любому из пп.1, 2, 4, 5, 8 или 11, содержащая по меньшей мере две совокупности теплообменных аппаратов (6), соединенных последовательно друг с другом и присоединенных к одному и тому же магистральному подающему трубопроводу (1) и магистральному обратному трубопроводу (2) с раздельной регулировкой расхода в каждой из совокупностей.

14. Однотрубная система теплоснабжения по любому из пп.1, 2, 4, 5, 8 или 11, в которой температуру подачи регулируют в соответствии с уставкой температуры в подающем трубопроводе в зависимости от внешних по отношению к системе параметров, а расход регулируют в соответствии с уставкой температуры в обратном трубопроводе в зависимости от температуры теплоносителя вниз по потоку от первого аппарата (6) из совокупности теплообменных аппаратов.

15. Однотрубная система теплоснабжения по п.14, в которой уставку температуры в обратном трубопроводе регулируют в ответ на регулирование уставки температуры подачи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области водоснабжения и водоотведения городов, сельской местности и промышленных объектов и может быть использовано для измерения и учета расхода воды с целью регулирования системы водоснабжения и водоотведения.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть реализовано в тепловых пунктах с зависимой схемой присоединения систем отопления и вентиляции к тепловым сетям.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для регулирования и контроля потока через клапан в системе отопления и охлаждения. .

Изобретение относится к установочному модулю в системе распределения энергии для отопительной или холодильной системы. .

Изобретение относится к устройству для регулирования температуры технической воды, подогреваемой посредством тепловой среды в теплообменнике. .

Изобретение относится к системам теплоснабжения городов и других населенных пунктов и может быть использовано для автоматического учета и регулирования расхода тепла в системах теплоснабжения.

Изобретение относится к системам теплоснабжения городов и населенных пунктов и может быть использовано для дистанционного контроля и регулирования расхода тепла в системах теплоснабжения.

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к вставному клапану для радиатора, и предназначено для регулирования проходного сечения клапана, использующегося в системах центрального отопления.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для регулирования степени нагрева отопительного прибора, подключенного к однотрубной системе отопления

Изобретение относится к устройству для регулирования расхода в работающих на воде нагревательных и охлаждающих системах. Устройство для регулирования и контроля потока в отопительных и охлаждающих системах, в которых поток контролируется комплектным клапаном, представляющим собой сочетание клапана дифференциального давления (5) и клапана управления потока (6). В данном устройстве конструкция комплектного клапана обеспечивает поток/пропуск воды через ту трубную систему, в которой смонтирован данный клапан. При этом уровни перепада давления Р1 на входе (2), Р2 в промежуточной камере (4) и Р3 на выходе (3) замеряются измерительными ниппелями (27а и 27b), тогда как перепад давлений Р2 и Р3 в ходе работы может регулироваться. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к системе регулирования распределения текучей среды в теплосетях. Система имеет по меньшей мере два контура регулирования температуры (2, 3, 4). Для упрощения установки и оптимизации расхода энергии в каждом контуре (2, 3, 4) установлен блок (18, 19, 20) регулирования давления. Блоки (18, 19, 20) регулирования давления обеспечивают постоянный перепад давления в соответствующем контуре (2, 3, 4). Блоки (18, 19, 20) регулирования давления балансируют равномерный перепад давления во всех контурах. Технический результат - энергосбережение и повышенный комфорт. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к системам теплоснабжения городов и других населенных пунктов и может быть использовано для автоматического учета расхода тепла в системах теплоснабжения. Первый выход первого контура с источником тепла - газовым котлом - связан с входом датчика температуры сбросных газов и через теплообменник связан со вторым контуром тепловой сети. Три выхода второго контура связаны с входами датчика температуры в обратном трубопроводе, датчиком давления в прямом трубопроводе, счетчиком производимой тепловой энергии, выходы которых связаны с входами многоканального микропроцессорного блока контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии. Выход регулятора подачи газа посредством датчика расхода газа связан с первым входом котла. Выход вентилятора посредством датчика температуры воздуха, датчика расхода воздуха связан со вторым входом котла. Первый выход микропроцессорного блока контроля энергосбережения связан с входом блока памяти, второй выход связан с входом диспетчерского центра приема информации. Выход диспетчерского центра приема информации посредством узла управления процессом горения в котле соединен с входами регулятора подачи газа и вентилятора. Техническим результатом изобретения является повышение оптимизации процесса производства тепловой энергии на распределенных объектах теплоснабжения и энергоэффективности работы объектов. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения тупиковых тепловых сетей. Техническим результатом изобретения является регулирование теплопотребления групп потребителей без установки полного комплекса устройств автоматики при соблюдении температурного режима подключенных к тепловым сетям зданий, что позволяет получить экономию капитальных затрат, затрат на обслуживание, а также экономию тепловой и электрической энергии. Сущность изобретения в том, что система регулирования включает в себя источник тепла, подающий и обратный трубопроводы, узел регулирования расхода теплоносителя, включающий регулятор расхода и датчики расхода, температуры и давления, установленные на подающем и обратном трубопроводах, циркуляционный насос, теплоэнергопроцессор, связанный с датчиками и регулятором. Для достижения технического результата узел регулирования расхода теплоносителя снабжен датчиками температуры наружного и внутреннего воздуха, при этом узел регулирования расхода теплоносителя, циркуляционный насос и теплоэнергопроцессор установлены на потребителе с наибольшей тепловой нагрузкой, остальные потребители системы снабжены датчиками расхода теплоносителя и датчиками температуры внутреннего воздуха, связанными с теплоэнергопроцессором. 1 ил.

Изобретение относится к системам теплоснабжения городов и других населенных пунктов и может быть использовано для автоматического учета расхода тепла в системах теплоснабжения. Изобретение позволяет оптимизировать процесс производства тепловой энергии на распределенных объектах теплоснабжения и повысить энергоэффективность работы представленных объектов. Информационно-измерительная система мониторинга энергосбережения при производстве тепловой энергии содержит первый контур с источником тепла (газовый котел), теплообменник, второй контур тепловой сети, датчик температуры в прямом трубопроводе первого контура, датчик температуры в обратном трубопроводе второго контура, датчик давления в прямом трубопроводе второго контура, регулятор подачи газа, датчик расхода газа, вентилятор, датчик температуры воздуха, датчик расхода воздуха, датчик температуры сбросных газов, счетчик производимой тепловой энергии, многоканальный микропроцессорный блок контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, блок памяти, диспетчерский центр приема информации, причем первый контур с источником тепла (газовый котел), первый выход которого связан с входом датчика температуры сбросных газов и через теплообменник связан со вторым контуром тепловой сети, соединен с входом датчика температуры в прямом трубопроводе первого контура, три выхода второго контура связаны с входами датчика температуры в обратном трубопроводе, датчиком давления в прямом трубопроводе, счетчиком производимой тепловой энергии, выходы которых связаны с входами многоканального микропроцессорного блока контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, выход регулятора подачи газа посредством датчика расхода газа связан с первым входом котла, выход вентилятора посредством датчика температуры воздуха, датчика расхода воздуха связан со вторым входом котла, выходы датчика расхода газа, датчика расхода воздуха, датчика температуры воздуха, датчика температуры сбросных газов связаны с входами многоканального микропроцессорного блока контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, первый выход которого связан с входом блока памяти, второй выход связан с входом диспетчерского центра приема информации. 1 ил.

Изобретение относится к системам теплоснабжения городов и других населенных пунктов и может быть использовано для автоматического учета расхода тепла в системах теплоснабжения. Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства путем управления целым рядом распределенных объектов теплоснабжения (10-20 котельных) с целью повышения их эффективности в соответствии с концепцией «наилучших доступных технологий». Сущность информационно-измерительной и управляющей системы оптимизации производства и потребления тепловой энергии на распределенных объектах теплоснабжения содержит первый контур с источником тепла (газовый котел), теплообменник, второй контур тепловой сети, датчик температуры в прямом трубопроводе первого контура, датчик температуры в обратном трубопроводе второго контура, датчик давления в прямом трубопроводе второго контура, регулятор подачи газа, датчик расхода газа, вентилятор, датчик температуры воздуха, датчик расхода воздуха, датчик температуры сбросных газов, счетчик производимой тепловой энергии, многоканальный микропроцессорный блок контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, блок памяти, диспетчерский центр приема информации, узел управления процессом горения в котле, систему теплоснабжения, узел управления потреблением тепловой энергии, причем первый контур с источником тепла (газовый котел), первый выход которого связан с входом датчика температуры сбросных газов и через теплообменник связан со вторым контуром тепловой сети, соединен с входом датчика температуры в прямом трубопроводе первого контура, три выхода второго контура связаны с входами датчика температуры в обратном трубопроводе, датчиком давления в прямом трубопроводе, счетчиком производимой тепловой энергии, выходы которых связаны с входами многоканального микропроцессорного блока контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, выход регулятора подачи газа посредством датчика расхода газа связан с первым входом котла, выход вентилятора посредством датчика температуры воздуха, датчика расхода воздуха связан со вторым входом котла, выходы датчика расхода газа, датчика расхода воздуха, датчика температуры воздуха, датчика температуры сбросных газов связаны с входами многоканального микропроцессорного блока контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, первый выход которого связан с входом блока памяти, второй выход связан с входом диспетчерского центра приема информации, второй, третий, четвертый входы диспетчерского центра приема информации соединены с выходами системы теплоснабжения, посредством узлов управления потреблением тепловой энергии четвертый, пятый, шестой выходы второго контура соединены с входами систем теплоснабжения, выход диспетчерского центра приема информации посредством узла управления процессом горения в котле соединен с входами регулятора подачи газа и вентилятора. Таким образом, информационно-измерительная и управляющая система оптимизации производства и потребления тепловой энергии на распределенных объектах теплоснабжения позволяет оптимизировать процесс производства и потребления тепловой энергии на распределенных объектах теплоснабжения и повысить энергоэффективность работы представленных объектов. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к способу регулирования поддерживающей температуры воды в водонагревателе с тепловым аккумулятором, управляемым электронным регулятором. Способ управления водонагревателем с тепловым аккумулятором, в котором нагрев воды осуществляется нагревательным элементом, управляемым регулятором, способным доводить температуру воды до изменяемой целевой температуры, и который включает: определение момента (tONk; t′ONi) начала нагрева для обеспечения заборов (Pk; Pi) воды включает следующие стадии: через короткие временные интервалы (δW) учитывают все w заборы (P1, …, Pi,…, Pw), момент (ti) начала которых приходится на заданное временное окно (Δtw), непосредственно следующее за текущим моментом времени, при этом временное окно (Δtw) выбирается, исходя из типа системы водоснабжения, на которую рассчитан водонагреватель (1), и является достаточно протяженным, чтобы включать момент (ti) начала всех заборов (Pi), чьи моменты (t′ONi) начала воображаемого нагрева предположительно предшествуют моментам (t′ON), которые соответствуют (i-1) предшествующих заборов (P1, …, Pi-1), в упомянутый момент (ti) начала забора, приходящийся на временное окно (Δtw), конструируют столько же воображаемых заборов (Р′1, …, P′i, …, P′w), каждый из которых имеет такой же момент (tw) начала, как и момент начала соответствующего реального забора (Pi), и начальную температуру (T′set.i) воображаемого забора, определенную путем сложения начальных температур (Tset1, Tset2, …, Tset(i-1)) всех заборов воды, приходящихся на временное окно (Δtw) и предшествующих самому забору (Pi), и соответствующей начальной температуры (Tset.i) реального забора, на основании которой была определена каждая из начальных температур (Tset1, Tset2, …, Tset(i-1)) оптимальной температуры (Topt) опорожнения согласно формуле T′set.i=Tset.i+(Tset1-Topt)+(Tset2- Topt)+…+(Tset(i-1)-Topt), для каждого из воображаемых заборов (Р′1, …, P′i, …, P′w) вычисляют момент (t′ONi) начала воображаемого нагрева согласно формуле t′ONi=ti-(T′set.i-Tm)/VTh, по достижении самого раннего из моментов (t′ONi) начала нагрева устанавливают целевую температуру (Ttarget) на уровне начальной температуры (T′set.i) соответствующего воображаемого забора (P′i), при этом подразумевается, что верхним пределом упомянутой целевой температуры (Ttarget) является максимальная установленная температура (Tset.max), а до достижения самого раннего из моментов (t′ONi) начала нагрева поддерживают температуру (Ttarget), равной поддерживающей температуре (Tstand-by), при этом указанная поддерживающая температура (Tstand-by) является температурой, поддерживаемой в моменты времени, отдаленные от моментов забора. Это позволяет в запланированном режиме изменять с течением времени температуру в водяном баке. 3 н. и 26 з.п. ф-лы,4 ил.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве трехходового клапана для подключения приборов водяного отопления с возможностью регулирования степени их нагрева. Клапан содержит корпус 1 с входным 3, выходным 4 и отводным патрубками 5. Между внутренней полостью корпуса 1 и выходным 4 и отводным патрубками 5 расположены седла 6, 7. В корпусе 1 расположен клапанный блок, содержащий клапанные тарелки 8, 9, установленные на поворотном рычаге 10 с возможностью контакта тарелки 8 с седлом 6 в одном крайнем угловом положении поворотного рычага 10 и тарелки 9 с седлом 7 в другом крайнем угловом положении поворотного рычага 10. Ось 11 рычага 10 расположена между выходным 4 и отводным патрубками 5 перпендикулярно плоскости, в которой лежат оси этих патрубков. На корпусе 1 установлен фитинг, через который параллельно оси 11 проходит подвижный шток средств перемещения клапанного блока. Упомянутые средства также содержат усилитель хода в виде двуплечего рычага. Упомянутый шток с одного конца взаимодействует с толкателем термоголовки, а другим - с меньшим плечом двуплечего рычага. Большее плечо двуплечего рычага проходит через герметизирующий элемент. Двуплечий рычаг подпружинен в сторону прижатия клапанной тарелки 8 к седлу 6, примыкающему к выходному патрубку 4. Изобретение направлено на повышение точности регулировки температуры, на снижение гидравлического сопротивления потоку теплоносителя и на повышение удобства эксплуатации клапана. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу для оптимизированного по мощности функционирования насоса, приводимого электродвигателем, в гидравлической системе с по меньшей мере одним саморегулируемым потребителем. Заданный напор (Hsoll) насоса регулируется в зависимости от его объемного расхода (Q) в соответствии с регулируемой базовой характеристической кривой, которая определяется посредством предопределенного заданного значения (HK) характеристической кривой. Определяется накачиваемый насосом объемный расход (Q) и определяется его тренд (δQ), и в зависимости от объемного расхода (Q) и/или его тренда (δQ) заданное значение характеристической кривой (HK) повышается, когда объемный расход (Q) повышается, или уменьшается, когда объемный расход (Q) снижается. Изобретение направлено на обеспечение оптимального согласования гидравлической мощности насоса с его соответствующей рабочей точкой в гидравлической системе. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх