Способ регулирования отпуска тепла для отопления зданий и системы регулирования на его основе (варианты)

Изобретение относится к теплоснабжению, а именно к регулированию процесса отопления здания и к схемам узлов отопления тепловых пунктов, обеспечивающих данное регулирование. Способ регулирования отопления здания, характеризующийся подачей теплоносителя в систему отопления и его регулированием автоматизированным узлом управления путем открытия и закрытия регулирующего клапана(ов), и/или изменением напорной характеристики установленного насоса(ов) путем работы его регулятора(ов), и/или изменением количества работающих насосов в узле подготовки теплоносителя, отличающийся тем, что с помощью автоматизированного узла управления отоплением регулируют температуру подаваемого и/или обратного теплоносителя и/или его расход по уравнению регулирования отопления, выраженному формулой

где τсо1(2)≡τо3(2) - определяемая датчиками температура теплоносителя, знак "±" в формуле следует использовать как «+» для подаваемого теплоносителя и «-» для обратного теплоносителя; Gco - расход теплоносителя, определяемый датчиком или иным способом; tн - поддерживаемая регулированием заданная средняя температура внутреннего воздуха в здании и текущая температура наружного воздуха, соответственно; а также задаваемые или определяемые при проектировании или при энергоаудите здания и его системы отопления или иным способом величины: θ', Δt', - параметры расчетного (проектного) режима работы системы отопления: охлаждение теплоносителя, температурный напор, теплоемкость и теоретическая отопительная тепловая нагрузка, соответственно; а также n, p, kco, fco - характеристики отопительных приборов и системы отопления: показатели степени нелинейности теплопередачи от температурного напора и расхода, коэффициенты относительной теплопередачи и относительной площади системы, соответственно; qo, Vн, a - характеристики здания: удельная отопительная характеристика, зависящая от его теплозащиты, объем здания, поправочный коэффициент, соответственно; и, кроме того, определяемые или вычисляемые на основе сигналов датчиков и/или ручного и/или программного задания или иным способом величины, характеризующие режим отопления: - текущая средняя теплоемкость теплоносителя; Qтв - мощность внутренних тепловыделений; μ, Qинс - параметры внешней среды: коэффициент инфильтрации и тепловая мощность солнечной инсоляции. Техническим результатом изобретения является уменьшение затрат тепловой и гидравлической (механической) энергии на отопление и повышение качества процесса отопления, т.е. точности поддержания постоянной температуры внутреннего воздуха. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к теплоснабжению, а именно к регулированию процесса отопления зданий и к схемам узлов отопления тепловых пунктов обеспечивающих данное регулирование [F24D 10/00].

Отопление - технологический процесс теплоснабжения здания, который должен за счет получения тепловой энергии от теплоносителя обеспечивать в течение отопительного периода поддержание в отапливаемых помещениях постоянной заданной температуры воздуха не ниже значения нормативной (расчетной внутренней) температуры, определяемой Правилами предоставления коммунальных услуг гражданам [1], а также СП Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха [2].

Подключение системы отопления здания к внешней сети или к источнику тепловой энергии может быть зависимым - с поступлением теплоносителя в систему отопления, а также независимым - с поступлением теплоносителя извне (от источника или сети) в подогреватель отопления [3], в котором нагревается теплоноситель системы отопления. Зависимое подключение, в свою очередь может быть непосредственное (с подачей внешнего теплоносителя прямо в отопительные приборы) или с элеваторным или насосным узлом смешивания (с подмешивающим насосом на перемычке или с циркуляционным насосом на трубопроводе системы отопления) [3].

Известно устройство для регулирования расхода тепла на отопление в системах теплоснабжения (патент RU 2485407, МПК F24D 3/00, 2011 г.), содержащее подающий и обратный трубопроводы, перемычку между ними с насосом смешения, регулятор расхода 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 скорости вращения в виде порошковых электромагнитных муфт, соединенных электрически, соответственно, с регистраторами температуры наружного воздуха и температуры воды на отопление, входящими в регулятор расхода тепла на отопление. Данное устройство позволяет снизить энергозатраты на привод насоса смешения за счет исключения регулирующего клапана на перемычке, а также повысить надежность.

Отличием данного устройства от предлагаемого является отсутствие учета множества влияющих на отопление величин, а также использование для регулирования отопления нормативного температурного графика, при котором температура внутреннего воздуха в помещениях здания завышена от нормативной (расчетной) при температурах наружного воздуха выше расчетной отопительной. Данное отличие вызывает избыточный расход тепловой энергии на отопление и снижает качество отопления, т.е. точность поддержания внутренней температуры.

Известен автоматизированный тепловой пункт системы отопления (патент RU 2300709, МПК F24D 3/08, F24D 19/10, 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, который подключен через частотный преобразователь; регулятор отопления, входы которого соединены с датчиками температур подаваемой и обратной воды системы отопления, 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 клапана.

В отличие от предлагаемого, в данном решении имеется датчик температуры внутреннего воздуха в некотором (модельном) помещении здания, что требует соответствия 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 внутреннего воздуха редко применяются. Кроме того, в решении отсутствует учет множества влияющих на отопление и динамически изменяющихся величин.

В известном решении, выбранном в качестве прототипа (патент RU 2473014, МПК F24D 3/00, 2011 г.) предлагается способ регулирования отпуска тепла в однотрубной системы теплоснабжения (отопления), в котором система отопления имеет отопительные приборы с термостатическими клапанами и с замыкающими участками (байпасами), а регулирование отпуска тепла выполняется изменением температуры подаваемого в систему отопления теплоносителя в зависимости от внешних параметров (наружной температуры и т.д.), а также изменением расхода через отдельные стояки и, соответственно, через систему отопления за счет работы установленных на выходящих участках 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.

Однако, в отличие от предлагаемого, решение прототипа имеет высокую сложность (множество термостатических клапанов на отопительных приборах и регуляторов расхода на стояках), значительную стоимость и сниженную, вследствие сложности, надежность. Кроме того, в данном способе регулирования отпуска тепла у прототипа отсутствует решение об учете множества влияющих на процесс отопления величин и о снижении гидравлических потерь в системе отопления за счет максимально возможного снижения расхода через систему отопления, обеспечиваемым поддержанием максимальной температуры подаваемого теплоносителя или минимального расхода, т.е. регулирование отпуска тепла по расширенному отопительному температурному графику и графику расхода.

Задачей и техническим результатом изобретения является уменьшение затрат тепловой и гидравлической (механической) энергии на отопление и повышение качества процесса отопления, т.е. точности поддержания постоянной температуры внутреннего воздуха.

Указанная задача и технический результат достигается согласованным изменением температуры и расхода теплоносителя, подаваемого в систему отопления в соответствии с уравнением регулирования отопления, в том числе, как частный случай, с обеспечением минимального расхода и минимальных гидравлических потерь в системе отопления, с учетом как температур наружного и внутреннего воздуха, так и множества других влияющих, в том числе и динамически изменяющихся величин: параметров расчетного режима работы системы, параметров внешней среды, внешнего теплоснабжения и характеристик системы отопления, теплозащиты здания, внутренних тепловыделений и оборудования теплового пункта.

Выражено это тем, что заявлен способ регулирования отопления здания, характеризующийся подачей теплоносителя в систему отопления и его регулированием автоматизированным узлом управления путем открытия и закрытия регулирующего клапана(ов) и/или изменением напорной характеристики установленного насоса(ов) путем работы его регулятора(ов) и/или изменением количества работающих насосов в узле подготовки теплоносителя, отличающийся тем, что с помощью автоматизированного узла управления отоплением регулируют температуру подаваемого и/или обратного теплоносителя и/или его расход по уравнению регулирования отопления, выраженному формулой

где τсо1(2)≡τо3(2) - определяемая датчиками температура теплоносителя, знак "±" в формуле следует использовать как «+» для подаваемого теплоносителя и «-» для обратного теплоносителя; Gco - расход теплоносителя, определяемый датчиком или иным способом; tн - поддерживаемая регулированием заданная средняя температура внутреннего воздуха в здании и текущая температура наружного воздуха, соответственно; а также задаваемые или определяемые при проектировании или при энергоаудите здания и его системы отопления или иным способом величины: θ', Δt', - параметры расчетного (проектного) режима работы системы отопления: охлаждение теплоносителя, температурный напор, теплоемкость и теоретическая отопительная тепловая нагрузка, соответственно; а также n, р, kco, fco - характеристики отопительных приборов и системы отопления: показатели степени нелинейности теплопередачи от температурного напора и расхода, коэффициенты относительной теплопередачи и относительной площади системы, соответственно; qo, Vн, а - характеристики здания: удельная отопительная характеристика, зависящая от его теплозащиты, объем здания, поправочный коэффициент, соответственно; и, кроме того, определяемые или вычисляемые на основе сигналов датчиков и/или ручного и/или программного задания или иным способом величины, характеризующие режим отопления: - текущая средняя теплоемкость теплоносителя; Qтв - мощность внутренних тепловыделений; μ, Qинс - параметры внешней среды: коэффициент инфильтрации и тепловая мощность солнечной инсоляции, причем коэффициент инфильтрации зависит от площади неплотностей здания, скорости ветра, барометрического давления, температуры наружного воздуха и других параметров.

Допустимо, что с помощью узла управления отоплением регулируют температуру 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:

где - максимально допустимая (по нормативам или другим условиям) или максимально возможная по условию внешнего теплоснабжения температура, не превышающая максимально допустимую; - расход теплоносителя в систему отопления по уравнению регулирования отопления при подаче теплоносителя с максимальной температурой - определяемый из проектных расчетов или энергоаудита здания и его системы отопления или иным способом минимально возможный и/или допустимый по условию тепловой и гидравлической устойчивости системы отопления расход теплоносителя через нее; другие величины аналогичны ранее рассмотренным.

Допустимо, что с помощью регулирующего клапана(ов) и/или повысительного насоса(ов) с регулятором(ми) или без него (них) и/или изменением количества включенных насосов изменяют и регулируют расход поступающего извне в систему отопления потока теплоносителя.

Допустимо, что с помощью основного регулирующего клапана(ов) или трехходового регулирующего клапана изменяют расход поступающего извне потока теплоносителя в точку смешения, регулируя, в основном, температуру теплоносителя, подаваемого в систему отопления, а регулирование, в основном, расхода теплоносителя в систему отопления осуществляют изменением напорной характеристики подмешивающего или циркуляционного насоса(сов) при применении регулятора(ов) и/или изменением количества включенных насосов, и/или изменением гидравлического сопротивления контура системы отопления здания дополнительным регулирующим клапаном(ми).

Допустимо, что с помощью основного регулирующего клапана(ов) изменяют расход поступающего извне потока теплоносителя в подогреватель отопления, регулируя температуру теплоносителя, подаваемого в систему отопления, а регулирование, в основном, расхода теплоносителя в систему отопления осуществляют изменением напорной характеристики циркуляционного насоса(ов) при применении регулятора(ов) и/или изменением количества включенных насосов, и/или изменением гидравлического сопротивления контура системы отопления здания дополнительным регулирующим клапаном(ми).

На основе способа могут функционировать несколько вариантов систем регулирования, описанных ниже.

Первый вариант - система регулирования отпуска тепла для отопления по заявленному способу, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автоматизированным узлом управления, отличающаяся тем, что 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.

Второй вариант - система регулирования отпуска тепла для отопления по заявленному способу, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автоматизированным узлом управления, отличающаяся тем, что узел подготовки теплоносителя для отопления имеет трубопровод подмешивания между подающим и обратным трубопроводами отопления с клапаном, выполненным с возможностью предотвращения обратного потока теплоносителя, и на подающем трубопроводе до точки смешения с потоком из трубопровода подмешивания размещен основной регулирующий клапан(ы) или в точке смешения установлен трехходовой регулирующий клапан, а на линии подмешивания расположен подмешивающий насос(ы) с регулятором(ми) или без него, и/или на подающем и/или обратном трубопроводах системы отопления расположены) циркуляционный насос(ы) с регулятором(ми) или без него, и/или установлен дополнительный регулирующий клапан(ы), а также установлены датчики параметров теплоносителя.

Третий вариант - система регулирования отпуска тепла для отопления по заявленному способу, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автоматизированным узлом управления, отличающаяся тем, что узел подготовки теплоносителя для отопления имеет подогреватель отопления для подогрева теплоносителя, причем на трубопроводе внешнего теплоносителя, подключенном к подогревателю отопления, размещен основной регулирующий клапан(ы), а на подающем или обратном трубопроводе системы отопления расположен циркуляционный насос(ы) с регулятором(ми) или без него, и/или установлен дополнительный регулирующий(е) клапан(ы), а также установлены датчики параметров теплоносителя.

Описание чертежей

На Фиг. 1 показан пример функциональной зависимости для одного режима отопления условного здания.

На Фиг. 2 показан пример для отопительно-бытового температурного графика, графика отопительной тепловой нагрузки и температуры внутреннего воздуха, в котором показывается увеличение температуры внутреннего воздуха вследствие роста доли внутренних тепловыделений в тепловом балансе отопления с возрастанием наружной температуры.

На Фиг. 3 показан пример оптимального - расширенного температурного графика глубокого охлаждения и соответствующего ему графика расхода, обеспечивающих минимальные затраты тепловой и гидравлической (механической) энергии на отопление.

На Фиг. 4 представлен способ регулирования отпуска теплоты от теплового пункта 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.

На Фиг. 5 представлен способ регулирования отпуска теплоты от теплового пункта в систему отопления здания с использованием уравнения регулирования отопления, в том числе по расширенному температурному графику отопления при наличии возможности снижения в тепловом пункте температуры теплоносителя за счет использования схемы со смешиванием или подогревателя отопления и с осуществлением регулирования за счет изменения температуры и расхода теплоносителя.

На Фиг. 6 показана схема теплового пункта без снижения температуры теплоносителя подаваемого в систему отопления здания и с регулированием расхода через систему отопления в соответствии с уравнением регулирования.

На Фиг. 7 показана схема теплового пункта с возможностью снижения температуры подаваемого в систему отопления здания теплоносителя за счет работы узла смешивания с расположением подмешивающего насоса(ов) на трубопроводе в точку смешивания и регулирования отпуска тепла по уравнению регулированию отопления и/или по расширенному температурному графику отопления и графику расхода.

На Фиг. 8 показана схема узла теплового пункта с возможностью снижения температуры подаваемого в систему отопления здания теплоносителя за счет работы узла смешивания с расположением циркуляционного насоса(ов) на подающем трубопроводе отопления и регулирования отпуска тепла по уравнению регулированию отопления и/или по расширенному температурному графику отопления и графику расхода.

На Фиг. 9 показана схема узла теплового пункта с возможностью снижения температуры 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.

На Фиг. 10 показана схема узла теплового пункта с возможностью снижения температуры 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 графику отопления и графику расхода.

Осуществление изобретения

Заявленное изобретение основано на следующей теории.

На основе известных формул охлаждения теплоносителя, процесса теплопередачи и теплового баланса процесса отопления получены уравнение режимов отопления [4] и, на его основе, уравнение регулирования отопления [5], связывающее основные параметры процесса отопления:

где tн - средняя температура внутреннего воздуха в здании и температура наружного воздуха; Gyo1, u - расход сетевого теплоносителя и коэффициент инжекции узла смешивания; θ, Δt, Qo.m - параметры расчетного режима работы системы отопления (охлаждение теплоносителя, температурный напор, теплоемкость и теоретическая отопительная тепловая нагрузка); n, p, kco, ƒco, αym - характеристики системы отопления (показатели нелинейности теплопередачи от температурного напора и расхода, коэффициенты относительной теплопередачи и площади системы, коэффициент утечек);, - текущая средняя теплоемкость теплоносителя (до и после узла смешивания); qo, Vн, a, Q - характеристики здания (удельная отопительная характеристика, зависящая от его теплозащиты, объем здания, поправочный коэффициент, мощность внутренних тепловыделений); μ, Qинс - параметры внешней среды (коэффициент инфильтрации, зависящий от площади неплотностей, скорости ветра, барометрического давления, других параметров и тепловая мощность солнечной инсоляции).

Используемые в теплоснабжении стандартные уравнения нормативных температурных графиков регулирования отпуска тепла для температур прямой и обратной сетевой воды, а также для температуры воды подаваемой в систему отопления выводятся из этого уравнения как частный случай при многих допущениях [4].

При отсутствии утечек (αуm=0) и узла смешивания (u=0) из общего уравнения режимов получаем уравнение регулирования отопления для теплоносителя, непосредственно поступающего в систему отопления [5]:

где τсо1(2)≡τо3(2) и Gco - температура теплоносителя поступающего в систему отопления (или выходящего из нее) и его расход.

Уравнение регулирования отопления связывает между собой температуру и расход подаваемой в систему отопления воды, т.е. определяет при заданном расходе Gco требуемую температуру подаваемой воды τсо1, при которой будет обеспечена необходимая средняя внутренняя температура в здании при текущей наружной температуре tн, т.е. определяет взаимосвязь τсо1=ƒ(Gco, tн,…), причем в данную зависимость прямо или косвенно входят и другие влияющие величины: внутренние тепловыделения и солнечная инсоляция, скорость ветра, площадь неплотностей здания, барометрическое давление, характеристики теплопередачи отопительных приборов и т.д. Кроме того, существуют ограничения на максимальную температуру подаваемого в систему отопления теплоносителя (например, по санитарным нормам) и минимального расхода (например, по условию гидравлической и тепловой устойчивости системы отопления).

Таким образом, по уравнению регулирования для любой температуры наружного воздуха и заданной внутренней температуры имеется множество пар значений температуры и расхода подаваемого в систему отопления теплоносителя, связанных функциональной зависимостью τсо1=ƒ(Gco, , tн,…), причем данная зависимость не является постоянной, а изменяется при изменении других влияющих величин, т.е. является динамической, что должно учитываться при регулировании отопления.

Пример указанной функциональной зависимости для одного режима отопления условного здания приведен в [5] и на Фиг. 1, где показаны линии зависимости температуры прямой и обратной воды системы отопления для разных температур наружного воздуха от относительного расхода воды с учетом ограничений по максимально допустимой температуре 95°С и по минимально допустимому расходу подаваемого теплоносителя в 40% от расчетного расхода.

Для осуществления качественного отопления, т.е. точного поддержания постоянной и заданной внутренней температуры в здании соотношение температуры и расхода подаваемого в систему отопления теплоносителя должно быть связано соотношением τco1=ƒ(Gco, , tн,…) и система управления должна регулируя указанные параметры обеспечивать данное условие в любом режиме отопления.

Анализ режимов отопления используемого в теплоснабжении качественного метода регулирования отопления (изменением температуры подаваемого в систему отопления теплоносителя при постоянном его расходе) по нормативному отопительному температурному графику показывает, что данный метод приводит к перегреву помещения в течение отопительного периода [3, 6], к завышенной внутренней температуре и к перетопу, т.е. избыточному отпуску тепла. Это объясняется возрастанием доли внутренних тепловыделений в тепловом балансе отопления с возрастанием наружной температуры, см. пример Фиг. 2 для отопительно-бытового температурного графика.

Использование регулирования отопления по приведенной формуле τсо1=f(Gco, , tн,…), соответственно, приведет к постоянной внутренней температуре и к экономии тепловой энергии на отопление за счет исключения перетопа.

При этом, возможно задание графика изменения одного параметра, например, температуры подаваемого в систему отопления теплоносителя - по нормативному отопительному графику и, в соответствии с уравнением регулирования отопления и с учетом всех влияющих величин определение требуемого расхода теплоносителя позволяющего поддерживать заданную среднюю внутреннюю температуру в здании при любой текущей наружной температуре. Аналогично, возможно задание графика изменения другого параметра - расхода теплоносителя по системе отопления, например, задать 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 согласованного изменения температуры и расхода подаваемого в систему отопления теплоносителя, связанных по уравнению регулирования, который обеспечивает поддержание постоянной и заданной средней внутренней температуры в здании.

Так как, вся тепловая энергия, отдаваемая теплоносителем в системе отопления, используется без потерь для целей отопления, максимальная энергетическая эффективность процесса обеспечивается максимальным снижением расхода воды через систему с более глубоким ее охлаждением. Вследствие того, что уменьшение расхода требует повышения температуры подаваемой в систему отопления воды (и наоборот), возможности снижения расхода ограничены либо максимально допустимой температурой воды либо минимально допустимым расходом воды в системе отопления.

Так формируется оптимальный - расширенный температурный график (график глубокого охлаждения) и соответствующий ему график расхода для регулирования отопления [5], Фиг. 3, обеспечивающий минимальные затраты тепловой и гидравлической (механической) энергии на отопление.

При расширенном температурном графике в систему отопления подается теплоноситель с максимально допустимой или с максимально возможной по условию внешнего теплоснабжения температурой и, соответственно, с минимально возможным - оптимальным расходом по уравнению регулирования отопления. При достижении значения расхода минимально возможного уровня по гидравлике или допустимого уровня по условию тепловой или гидравлической устойчивости системы отопления расход теплоносителя устанавливается минимальным, а температура подаваемого теплоносителя определяется по уравнению регулирования отопления.

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 регулирования.

Это означает, что при поддержании максимальной температуры подаваемой в систему отопления воды ее расход будет определяться не только температурой наружного и внутреннего воздуха, но и указанными выше влияющими и изменяющимися величинами. Аналогично, при поддержании минимального расхода подаваемой в систему отопления воды значение ее температуры зависит как от наружной и внутренней температуры, так и от других влияющих величин.

Таким образом, для осуществления качественного отопления, т.е. точного поддержания 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 вручную/программно (например, по периодам суток), а для повышения энергетической эффективности отопления регулирование должно проводиться с поддержанием минимального расхода через систему.

При этом, согласно [3], возможности для снижения расхода в системах отопления даже при использовании нормативного отопительного температурного графика имеются. В частности, для насосной системы с верхней подачей воды допускается снижение расхода до 11…38%.

При применении предлагаемого расширенного температурного графика с низким расходом, вследствие возрастания разности температур теплоносителя и естественного циркуляционного давления в системе показатель Г гидравлической характеристики системы отопления [3] возрастает, что усиливает явление саморегуляции отпуска тепла от отопительных приборов, т.е. гидравлическую и тепловую устойчивость системы отопления и, соответственно, увеличивает возможность уменьшения расхода воды.

Теплоноситель для системы отопления готовится в индивидуальном тепловом пункте (ИТП) здания, в который поступает теплоноситель либо от собственного теплогенератора здания (котельной), либо из внешней для здания тепловой сети от источника теплоснабжения (котельной, ТЭЦ, центрального теплового пункта - ЦТП сети и т.д.).

Если максимальная (расчетная) температура поступающего в здание теплоносителя превышает допустимое для системы отопления значение, перед подачей теплоносителя в систему отопления возникает необходимость снижения его температуры. Для этого в ИТП устанавливают узел смешивания, в котором за счет подмешивания к поступающей 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 подключении системы отопления к источнику теплоты (теплогенератору здания, ЦТП) источник, для осуществления качественного и энергоэффективного отопления должен отпускать 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.

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 стремиться обеспечить подачу в систему отопления здания воды с расходом в соответствии с уравнением τсо1=f(Gco, , tн,…), 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.

При наличии в ИТП узла смешивания, т.е. если, например, максимальная температура внешнего теплоносителя может быть выше допустимой для отопления, требование возможности снижения температуры и поддержания взаимосвязи температуры и расхода подаваемого в систему отопления теплоносителя по уравнению регулирования τсо1=f(Gco, , tн,…), в том числе, как частный случай, по расширенному температурному графику и графику расхода, обуславливает наличие и работу по меньшей мере двух устройств регулирования - двух регулирующих клапанов, основного и дополнительного 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 нескольких регулирующих клапанов и насосов с изменением количества работающих насосов при регулировании.

При наличии в ИТП здания подогревателя отопления подача в систему отопления теплоносителя с заданной температурой и расходом осуществляется в соответствии с уравнением регулирования отопления, в том числе, как частный случай, по расширенному температурному графику и графику расхода, что выполняется за счет работы регулирующего клапана(ов) потока греющего внешнего теплоносителя и регулирующего клапана(ов) для потока теплоносителя системы отопления и/или регулируемого привода (регулятора) циркуляционного насоса(ов) или изменения количества работающих насосов, а также работы автоматизированного узла управления.

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 температуры теплоносителя, площадь отопительных приборов, их коэффициент теплопередачи, отопительная характеристика здания и т.д.).

При этом во всех рассмотренных вариантах системы управление отоплением с учетом всех влияющих величин и контроль качества регулирования отопления по уравнению τсо1=f(Gco, , tн,…) осуществляется по параметрам теплоносителя входящего и выходящего из системы отопления по соответствующим датчикам (расхода, температуры, давления), в том числе, но не исключительно, по температуре обратной воды после системы отопления согласно уравнению τсо2=f(Gco, , tн,…).

В схеме без смешивания при поступлении теплоносителя с некоторой температурой τсо1 его расход Gco должен изменяться таким образом, чтобы, но не исключительно, температура обратной воды была τсо2, либо датчик расхода должен показывать значение требуемое значение расхода Gco.

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 температур воды поступающей в систему отопления τсо1=f(Gco, , tн,…) и выходящей из нее τсо2=f(Gco, , tн,…), контролируемые сигналами с соответствующих датчиков, либо датчик расхода должен показывать значение требуемое значение расхода Gco.

Способ регулирования отпуска теплоты от теплового пункта в систему отопления 1 здания 2 по фиг. 4 при отсутствии снижения температуры воды Т1=Т1co из внешней тепловой сети заключается в создании работой узла подготовки теплоносителя 3 теплового пункта 4, содержащего автоматизированный узел управления 5 и оборудование, влияющее на расход, на основании сигналов датчиков 6 (в том числе и датчика температуры обратной воды Т2co) и заданных параметров такого расхода теплоносителя через систему отопления Gco в соответствии с уравнением регулирования отопления, за счет которого обеспечивается постоянная средняя температура воздуха в здании.

Уменьшение затрат энергии объясняется следующим образом. Поддержание постоянной средней внутренней температуры в отапливаемом здании обеспечивает уменьшение избыточных затрат тепловой энергии (перетопа), возникающих вследствие перегрева помещений при использовании нормативного отопительного температурного графика.

Способ регулирования отпуска теплоты от теплового пункта в систему отопления 1 здания 2 по фиг. 5 при наличии снижения температуры Т1 теплоносителя извне заключается в создании работой узла 3 подготовки теплоносителя (узел со смешиванием по трубопроводу подмешивания 7 из потока обратного теплоносителя 8, либо узел с подогревателем отопления) на основании сигналов датчиков 6, в том числе датчика температуры обратной воды Т2co, потока теплоносителя по подающему трубопроводу 9 в систему отопления 1 со значениями температуры Т1co≤Т1 и расхода Gco согласно уравнения регулирования отопления, что обеспечивается работой автоматизированного узла управления 5 по исходным сигналам датчиков 6 и другим параметрам, в том числе заданной температуры внутреннего воздуха.

Другой способ регулирования отпуска теплоты от теплового пункта в систему отопления 1 здания 2 по фиг. 5, заключается в использовании расширенного температурного графика и соответствующего графика расходов, что обеспечивает минимальный расход теплоносителя через систему отопления.

Уменьшение затрат энергии в способе применения по фиг. 5 объясняется следующим образом. При использовании управления расходом и температурой подаваемого теплоносителя по уравнению регулирования отопления поддержание постоянной температуры в отапливаемом здании обеспечивает уменьшение избыточных затрат тепловой энергии (перетопа) аналогично способу по фиг. 4, а применение в способе по фиг. 5 управления по уравнению регулирования отопления и, как частный случай, с использованием расширенного температурного графика и графика расходов обеспечивает минимальные затраты энергии на транспортировку теплоносителя, так как при этом имеются минимальные расход и гидравлические (механические) потери мощности.

Устройство теплового пункта по фиг. 6 без изменения температуры теплоносителя 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 Tco1 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 Тсо1 и Тсо2, и других параметров.

В качестве регулятора 12 какого-либо насоса в данном случае и далее понимается, в общем случае, или электронный частотно-регулируемый привод, или электромагнитная порошковая муфта, или гидромуфта, или любое другое устройство, изменяющее частоту вращения ротора (вала) гидравлической части насоса и его напорную характеристику. Кроме того, при наличии нескольких насосов их суммарная напорная характеристика может изменяться отдельным включением насосов в работу.

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 постоянная температура воздуха в здании. При этом в здании поддерживается постоянная температура и происходит уменьшение или исключение затрат (потерь) тепловой энергии, возникающих вследствие перетопа (перегрева помещений) при использовании нормативного отопительного или отопительно-бытового температурного графика.

Устройство теплового пункта по фиг. 7 с уменьшением температуры теплоносителя в узле насосного смешивания 13 имеет расположение подмешивающего насоса(ов) 14 на трубопроводе подмешивания с предотвращающим обратный поток теплоносителя (обратным) клапаном 16 между трубопроводом 17 поступающего извне теплоносителя, на котором до точки смешения 18 размещен основной регулирующий клапан(ны) 10, и обратным трубопроводом системы отопления 19, причем для регулирования предлагаемым способом по фиг. 5 в схему введен дополнительный регулирующий 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 устанавливаться в точке смешения 18 трехходовой регулирующий клапан, и на подающем и обратном трубопроводах системы отопления установлены датчики параметров теплоносителя, в том числе, но не исключительно, датчики температур Tco1 и Тсо2.

Устройство теплового пункта по фиг. 8 и 9 с уменьшением температуры теплоносителя в узле насосного смешивания 13 имеет трубопровод 17 поступающего извне теплоносителя, на котором до точки смешения 18 с потоком обратного теплоносителя по трубопроводу подмешивания 15 через предотвращающий обратный поток теплоносителя (обратный) клапан 16, размещен основной регулирующий клапан(ы) 10, а циркуляционный насос(ы) 21 расположен(ы) на подающем трубопроводе 9 (фиг. 8) или обратном трубопроводе 19 (фиг. 9) системы отопления, причем для регулирования в схему 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 устанавливаться трехходовой регулирующий клапан и на трубопроводах системы отопления установлены датчики параметров теплоносителя, в том числе, но не исключительно, датчики температур Тсо1 иТco2.

Схемы устройства тепловых пунктов по фиг. 7, 8 и 9 реализуют способ регулирования отпуска тепла на отопление по фиг. 5. Они работают следующим образом. Основной регулирующий клапан(ы) 10, изменяя расход поступающего извне потока теплоносителя 17 в точку смешения 18 регулирует, в основном, температуру потока теплоносителя 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 поток теплоносителя (обратный) клапан 16 в точку смешения 18 или расход через циркуляционный 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 регулироваться 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.

Устройство теплового пункта по фиг. 10 с уменьшением или с сохранением (пренебрегая температурным напором теплопередачи) температуры подаваемого теплоносителя 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 регулирующий клапан(ы) 10, а циркуляционный насос(ы) 21 расположен на трубопроводе контура системы отопления, причем для регулирования способом по фиг. 5 в схему введен 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 теплоносителя, в том числе, но не исключительно, датчики температур Tco1 и Тco2.

Схема по фиг. 10 работает следующим образом. Основной регулирующий клапан(ы) 10, изменяя расход поступающего извне потока теплоносителя 17 в подогреватель отопления 22 регулирует температуру потока 9, подаваемого в систему отопления, а дополнительный регулирующий клапан(ы) 20, изменяя гидравлическое сопротивление 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 циркуляционного насоса(ов) 21 при применении регулятора(ов) 12 насоса(ов), а также изменением количества работающих насосов.

Источники информации

1. Правила предоставления коммунальных услуг гражданам.

2. СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (акт. ред. СНиП 41-01-2003).

3. Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов. - М: Издательство АСВ, 2008. - 576 с.: ил.

4. Пятин А.А. Уравнение режимов отопления здания. Часть 2. Вывод и проверка соответствия [Электронный ресурс] // ОБЩЕСТВО, НАУКА, ИННОВАЦИИ. (НПК-2015): Всерос. ежегод. науч.-практ. конф.: сб. статей, 13-24 апреля 2015 г. / ВятГУ. - Киров, 2015. - 2794 с. - с. 873-878.

5. Пятин А.А. Уравнение режимов отопления здания. Часть 3. Оптимальное управление [Электронный ресурс] // ОБЩЕСТВО, НАУКА, ИННОВАЦИИ. (НПК-2016): Всерос. ежегод. науч.-практ. конф.: сб. статей, 18-29 апреля 2016 г. / ВятГУ. - Киров, 2016. - 5660 с. - с. 1812-1823.

6. Пятин А.А. Уравнение режимов отопления здания и его применение для анализа теплоснабжения [Электронный ресурс] // ОБЩЕСТВО, НАУКА, ИННОВАЦИИ. (НПК-2014): Всерос. ежегод. науч.-практ. конф.: сб. статей, 15-26 апреля 2014 г. / ВятГУ. - Киров, 2014. - 2206 с. - с. 1910-1916.

1. Способ регулирования отопления здания, характеризующийся подачей теплоносителя в систему отопления и его регулированием автоматизированным узлом управления путем открытия и закрытия регулирующего клапана(ов) и/или изменением напорной характеристики установленного насоса(ов) путем работы его регулятора(ов) и/или изменением количества работающих насосов в узле подготовки теплоносителя, отличающийся тем, что с помощью автоматизированного узла управления отоплением регулируют температуру подаваемого и/или обратного теплоносителя и/или его расход по уравнению регулирования отопления, выраженному формулой

где τсо1(2)≡τо3(2) - определяемая датчиками температура теплоносителя, знак "±" в формуле следует использовать как «+» для подаваемого теплоносителя и «-» для обратного теплоносителя; Gco - расход теплоносителя, определяемый датчиком или иным способом; tн - поддерживаемая регулированием заданная средняя температура внутреннего воздуха в здании и текущая температура наружного воздуха, соответственно; а также задаваемые или определяемые при проектировании или при энергоаудите здания и его системы отопления или иным способом величины: θ', Δt', - параметры расчетного (проектного) режима работы системы отопления: охлаждение теплоносителя, температурный напор, теплоемкость и теоретическая отопительная тепловая нагрузка, соответственно; а также n, p, kco, fco - характеристики отопительных приборов и системы отопления: показатели степени нелинейности теплопередачи от температурного напора и расхода, коэффициенты относительной теплопередачи и относительной площади системы, соответственно; qo, Vн, a - характеристики здания: удельная отопительная характеристика, зависящая от его теплозащиты, объем здания, поправочный коэффициент, соответственно; и, кроме того, определяемые или вычисляемые на основе сигналов датчиков и/или ручного и/или программного задания или иным способом величины, характеризующие режим отопления: - текущая средняя теплоемкость теплоносителя; Qтв - мощность внутренних тепловыделений; μ, Qинс - параметры внешней среды: коэффициент инфильтрации и тепловая мощность солнечной инсоляции.

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, поддерживая максимально возможную и/или допустимую температуру или, при невозможности этого, минимально возможный и/или допустимый расход исходя из условия:

где - максимально допустимая или максимально возможная по условию внешнего теплоснабжения температура, не превышающая максимально допустимую; - расход теплоносителя в систему отопления по способу п. 1 при подаче теплоносителя с максимальной температурой - определяемый из проектных расчетов или энергоаудита здания и его системы отопления или иным способом минимально возможный и/или допустимый по условию тепловой и гидравлической устойчивости системы отопления расход теплоносителя через нее; другие величины соответствуют способу по п. 1.

3. Способ регулирования отопления здания по п. 1 или 2, отличающийся тем, что 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 теплоносителя.

4. Способ регулирования отопления здания по п. 1 или 2, отличающийся тем, что с помощью основного регулирующего клапана(ов) или трехходового регулирующего клапана изменяют расход поступающего извне потока теплоносителя в точку смешения, регулируя, в основном, температуру теплоносителя, подаваемого в систему отопления, а регулирование, в основном, расхода теплоносителя в систему отопления осуществляют изменением напорной характеристики подмешивающего и/или циркуляционного насоса(ов) при применении регулятора(ов) и/или изменением количества работающих насосов, и/или изменением гидравлического сопротивления контура системы отопления здания дополнительным регулирующим клапаном(нами).

5. Способ регулирования отопления здания по п. 1 или 2, отличающийся тем, что с помощью основного регулирующего клапана(ов) изменяют расход поступающего извне потока теплоносителя в подогреватель отопления, регулируя температуру теплоносителя, подаваемого в систему отопления, а регулирование, в основном, расхода теплоносителя в систему отопления осуществляют изменением напорной характеристики циркуляционного насоса(сов) при применении регулятора(ов) и/или изменением количества работающих насосов, и/или изменением гидравлического сопротивления контура системы отопления здания дополнительным регулирующим клапаном(нами).

6. Система регулирования отпуска тепла для отопления по способу п. 1 или 2, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автоматизированным узлом управления, отличающаяся тем, что 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.

7. Система регулирования отпуска тепла для отопления по способу п. 1 или 2, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автоматизированным узлом управления, отличающаяся тем, что узел подготовки теплоносителя для отопления имеет трубопровод подмешивания между подающим и обратным трубопроводами отопления с клапаном, выполненным с возможностью предотвращения обратного потока теплоносителя, и на подающем трубопроводе до точки смешения с потоком из трубопровода подмешивания размещен основной регулирующий 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 расположен(ы) циркуляционный насос(ы) с регулятором или без него, и/или установлен дополнительный регулирующий клапан(ы), а также установлены датчики параметров теплоносителя.

8. Система регулирования отпуска тепла для отопления по способу п. 1 или 2, содержащая отопительные приборы, подключенные к трубопроводам системы отопления, в которых находится теплоноситель; систему управления отпуском тепла с автоматизированным узлом управления, отличающаяся тем, что узел подготовки теплоносителя для отопления имеет подогреватель отопления для подогрева теплоносителя, причем на трубопроводе внешнего теплоносителя, подключенном к подогревателю отопления, размещен основной регулирующий клапан(ы), а на подающем или обратном трубопроводе системы отопления расположен циркуляционный насос(ы) с регулятором или без него, и/или установлен дополнительный регулирующий(е) клапан(ы), а также установлены датчики параметров теплоносителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается клапана (1) регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения, состоящего из корпуса (2), имеющего впуск (3), выпуск (4) и расположенный между ними соединительный патрубок (13), в который вставлено устройство (14) регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давлений перед и после расположенного в соединительном патрубке узла (8) регулирования расхода, а также шпиндель (7), имеющий выдающийся из корпуса (2) элемент управления и находящийся в корпусе (2) первый дроссельный элемент (9), который воздействует на узел регулирования расхода или на его части.

Изобретение относится к арматуростроению. Клапан имеет клапанную часть, содержащую: - корпус клапана с проточным сообщением от впускного отверстия для текучей среды к выпускному отверстию для потока и седло клапана, расположенное внутри указанного проточного сообщения, конус клапана, выполненный с возможностью изменения положения для изменения отверстия клапана, определяемого как отверстие между седлом клапана и конусом клапана, диафрагму, выполненную с возможностью отклонения под действием перепада давления на указанной диафрагме, и средства, сообщающие давление на противоположные стороны диафрагмы; - регулировочную часть, содержащую смещающий элемент и корпус задатчика, причем указанная регулировочная часть прикреплена к указанной клапанной части; - шпиндель, имеющий часть, расположенную внутри регулировочной части, и часть, расположенную внутри клапанной части и присоединенную к указанному конусу клапана.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве смесительного устройства для нагревательных или охлаждающих установок. Смесительный клапан содержит корпус (14) клапана, имеющий первый (А-В), второй (А) и третий (В) соединительные элементы.

Настоящее изобретение относится к водонагревателю, содержащему нагревательный элемент и блок управления. Водонагреватель с удаленным термостатом содержит нагревательный элемент; блок ввода/вывода для приема сигнала, представляющего измеренную температуру; и блок управления нагревательным элементом на основе желаемой температуры и измеренной температуры, причем блок управления содержит память для хранения желаемой температуры пространства, которое должно отапливаться, и содержит блок ввода/вывода.

Группа изобретений относится к энергетике и двигателестроению, конкретно к газоперекачивающим агрегатам. Способ мониторинга работы газоперекачивающего агрегата, содержащего двигатель, соединенный валом с компрессором, воздухозаборное и выхлопное устройство, включающий измерение расхода топливного газа, измерение мощности передаваемой на компрессор, КПД процесса, сравнение при помощи системного блока расчетного КПД процесса с проектным и при снижении КПД по сравнению с проектным проведение мероприятий по увеличению КПД пока не прекратится увеличение КПД энергетического объекта.

Изобретение относится к области автоматизации управления технологическими процессами установок водогрейных и теплоцентралей. Система автоматического управления технологическими процессами отопительной установки содержит размещенные в шкафу управления контроллер для управления технологическими процессами отопительной установки для поддержания постоянной температуры воды в теплосети, панель оператора, Ethernet-коммутатор и оптический кросс для обмена информацией по промышленным протоколам с автоматизированным рабочим местом оператора, преобразователи частоты для оптимизации работы насосов сетевых, размещенные в силовом шкафу пусковую аппаратуру для коммутации цепей исполнительных механизмов, блок ручного управления, исполнительные механизмы, включающие частотно-регулируемый привод насоса сетевого, насосы: исходной воды, подпиточный, рециркуляционный, насос-дозатор, топливный, клапаны: трехходовой для автоматического поддержания заданной температуры в теплосети, электромагнитный пропорциональный, электромагнитные отсечные, вентилятор вытяжной, средства измерения и контроля технологических параметров: теплосчетчик-регистратор, соединенный с расходомерами, датчиками температуры и давления, датчики избыточного давления, сигнализаторы, датчики температуры, расходомеры прямой и обратной подпиточной воды, газоанализаторы содержания газов в помещении, комплекс для измерения количества газа в трубопроводе подачи резервного топлива, счетчики жидкого топлива.

Изобретение относится к области автоматического регулирования и управления, в частности к устройствам для регулирования температуры воздуха в помещениях, отапливаемых от систем открытого теплоснабжения.

Настоящее изобретение относится к способу управления работой жидкостепроводного устройства. Способ управления работой трубопроводного устройства с первым трубопроводным участком в горячей части и с соединенным с ним вторым трубопроводным участком в холодной части, при этом на первом трубопроводном участке расположен насос для подачи жидкости, заключающийся в запуске управляющей пуском насоса программы при активизации насоса, предусматривающей выполнение следующих стадий: A) задание подаваемого количества жидкости, Б) запуск цикла подачи жидкости, предусматривающего подачу заданного количества жидкости с первого трубопроводного участка на незаполненный второй трубопроводный участок, B) запуск цикла возврата жидкости, предусматривающего возврат поданного на второй трубопроводный участок количества жидкости на первый трубопроводный участок, а также определение температуры обратного потока возвращаемой жидкости на первом трубопроводном участке, Г) увеличение заданного подаваемого количества жидкости и выполнение одной из следующих подстадий: г1) повторение стадий А)-Г), если температура обратного потока возвращаемой жидкости выше его предельной температуры или равна ей, а увеличенное заданное подаваемое количество жидкости меньше предельного количества или равно ему, г2) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы и перевод насоса на нормальный режим работы, если увеличенное заданное подаваемое количество жидкости больше предельного количества, г3) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы, деактивизация насоса и изменение заданного подаваемого количества жидкости в сторону начального значения, если температура обратного потока ниже его предельной температуры.

Настоящее изобретение относится к клапанным конструкциям для воды и других текучих сред. Изобретение может применяться в санитарных и прочих установках, в которых в приборах применяется подача горячей и холодной воды.

Устройство (1) для регулирования температуры и для распределения потребления нагревательного элемента (100) содержит коробчатый корпус (2), выполненный с возможностью монтажа к нагревательному элементу (100), в частности к радиатору, терморегулирующие средства (10), средства (20) распределения для вычисления количества теплоты, которую выделил, или тепловой энергии, которую потребил с течением времени нагревательный элемент; первую секцию (3) внутри коробчатого корпуса (2), выборочно доступную снаружи при смонтированном и/или установленном устройстве; первый аккумулятор (4), размещенный в первой секции; вторую секцию (5) внутри коробчатого корпуса (2), недоступную снаружи при смонтированном устройстве; второй аккумулятор (6), размещенный во второй секции (5).

Изобретение относится к системам вентиляции воздуха в помещении парной русской бани и/или помещениях дома, где источником тепла является теплонакопительная кирпичная печь периодического действия.

Изобретение относится к системам контроля эффективности работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования жилых, общественных и административных зданий и может быть использовано при проектировании, реконструкции и оптимизации режимов работы указанных систем, а также при разработке и внедрении энергосберегающих мероприятий.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для экономичного, экологически эффективного, автономного отопления и вентиляции зданий и сооружений, в том числе с применением тепловых насосов в резко континентальных и суровых климатических условиях, включая зону вечной мерзлоты.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для автономного теплоснабжения - отопления и горячего водоснабжения жилых, промышленных и сельскохозяйственных помещений от внешнего источника тепла низкого потенциала с использованием тепловых насосов.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть востребовано для теплоснабжения децентрализованных объектов малой мощности с использованием энергии Солнца.

Изобретение относится к устройствам альтернативного энергоснабжения с использованием комбинированных средств получения тепла, холода и электричества при помощи ветровой и солнечной энергии, которые предназначены преимущественно для автономного кондиционирования и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий.

Изобретение относится к области отопления и вентиляции помещений газовыми конвекторами. Технический результат - экономия энергии путем одновременного нагрева и вентиляции помещения без затрат дополнительной тепловой энергии.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к системам управления отоплением. Техническим результатом является поддержание допустимой температуры внутри помещений, в которых находятся люди в часы работы дежурного отопления.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах отопления нежилых помещений вблизи газовых котельных. .

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для разнесения топливных затрат между видами производимой энергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) и в энергообъединениях для оптимизации режимов их работы в целях экономии топлива и улучшения экологической обстановки в стране в целом. Предлагаемый способ позволяет увеличить экономию топлива за счет оптимизации режимов работы ТЭЦ как комбинированного источника по производству электрической и тепловой энергии, максимизировать прибыль производителя и минимизировать себестоимость производства электрической и тепловой энергии. Это достигается тем, что в известном способе распределения топливных затрат на ТЭЦ, при котором для заданного состава работающего оборудования (котлов и турбин) распределяют расход материального энергоресурса (расход топлива, пара) между производством электрической и тепловой энергий по критерию максимизации прибыли за счет регулирования отбора пара с турбин с помощью регулирующего клапана части высокого давления турбинного отделения, определяют энергетические характеристики станции на основе принципа равенства относительных приростов расхода топлива, а также строят на их основе характеристику предельных издержек станции по каждому сезону года и предельных доходов станции на основе кривых спроса по сезонам года, определяют объем оптимальной электрической мощности станции, при этом в начале осуществляют оптимальное распределение электрической энергии тепловых электростанций с учетом ограничений по вынужденному теплофикационному режиму по критерию максимизации прибыли, затем распределяют тепловую энергию между агрегатами станции по методу для оптимизации режимов работы станции по электрической энергии, а далее осуществляют разнесение топливных затрат (топлива, пара) между видами производимой энергии (электрической и тепловой) путем регулирования значений отборов пара с турбин с помощью регулирующего клапана части высокого давления турбинного отделения по критерию максимума прибыли и в результате находят оптимальный режим работы станций для комбинированного способа производства электрической и тепловой энергии, на заключительном этапе производят корректировку распределения нагрузки на станции на основе сравнения результатов наивыгоднейшего распределения электроэнергии между агрегатами станции по сезонам года и результатов управления функционированием станции как источника комбинированного производства и распределяют расход топлива между выработкой электрической и тепловой энергий на станции по разработанной модели оптимального распределения электроэнергии между ее агрегатами по критерию максимизации прибыли. 5 ил.

Изобретение относится к теплоснабжению, а именно к регулированию процесса отопления здания и к схемам узлов отопления тепловых пунктов, обеспечивающих данное регулирование. Способ регулирования отопления здания, характеризующийся подачей теплоносителя в систему отопления и его регулированием автоматизированным узлом управления путем открытия и закрытия регулирующего клапана, иили изменением напорной характеристики установленного насоса путем работы его регулятора, иили изменением количества работающих насосов в узле подготовки теплоносителя, отличающийся тем, что с помощью автоматизированного узла управления отоплением регулируют температуру подаваемого иили обратного теплоносителя иили его расход по уравнению регулирования отопления, выраженному формулой где τсо1≡τо3 - определяемая датчиками температура теплоносителя, знак ± в формуле следует использовать как «+» для подаваемого теплоносителя и «-» для обратного теплоносителя; Gco - расход теплоносителя, определяемый датчиком или иным способом; tн - поддерживаемая регулированием заданная средняя температура внутреннего воздуха в здании и текущая температура наружного воздуха, соответственно; а также задаваемые или определяемые при проектировании или при энергоаудите здания и его системы отопления или иным способом величины: θ, Δt, - параметры расчетного режима работы системы отопления: охлаждение теплоносителя, температурный напор, теплоемкость и теоретическая отопительная тепловая нагрузка, соответственно; а также n, p, kco, fco - характеристики отопительных приборов и системы отопления: показатели степени нелинейности теплопередачи от температурного напора и расхода, коэффициенты относительной теплопередачи и относительной площади системы, соответственно; qo, Vн, a - характеристики здания: удельная отопительная характеристика, зависящая от его теплозащиты, объем здания, поправочный коэффициент, соответственно; и, кроме того, определяемые или вычисляемые на основе сигналов датчиков иили ручного иили программного задания или иным способом величины, характеризующие режим отопления: - текущая средняя теплоемкость теплоносителя; Qтв - мощность внутренних тепловыделений; μ, Qинс - параметры внешней среды: коэффициент инфильтрации и тепловая мощность солнечной инсоляции. Техническим результатом изобретения является уменьшение затрат тепловой и гидравлической энергии на отопление и повышение качества процесса отопления, т.е. точности поддержания постоянной температуры внутреннего воздуха. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх