Устройство для управления теплопотреблением

Авторы патента:

G05D7/06 - с использованием неэлектрических средств

G05D23/1927 - Регулирование температуры (автоматические выключающие устройства для электронагревательных приборов H05B 1/02)

G05D23/19 - с использованием электрических средств

F24D3/02 - с принудительной циркуляцией, например с помощью насосов

Владельцы патента RU 2658193:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Устройство для управления теплопотреблением содержит подающую магистраль, на выходе которой установлен ключ, потребитель тепла со стояковой системой отопления, соединенный с циркуляционным насосом, обратную магистраль, блок управления, подключенный к ключу, к циркуляционному насосу и к датчику температуры, установленному на входе потребителя тепла. Обратный клапан соединен с напорным насосом, который подключен к балансировочному клапану, выход которого соединен с ключом и пластинчатым теплообменником, который подключен к входу обратного клапана и к обратной магистрали. Пластинчатый теплообменник подключен к потребителю тепла, а циркуляционный насос соединен с пластинчатым теплообменником. К напорному насосу подключен преобразователь частоты, который соединен с блоком управления. Второй датчик температуры установлен на выходе ключа. Третий датчик температуры установлен на входе обратной магистрали. Второй и третий датчики температуры соединены с блоком управления. Обеспечиваются повышение быстродействия при переходе между режимами работы и регулирование скорости перемещения теплоносителя. 1 ил.

Изобретение относится к области управления расхода в потоке текучей среды и может быть использовано в системах отопления зданий и сооружений.

Известно устройство для автоматического управления теплопотреблением [RU 2509335 С2, МПК G05D 7/00 (2006.01), опубл. 10.03.2014], выбранное в качестве прототипа, содержащее подающую магистраль, соединенные последовательно ключ, водоструйный элеватор, потребитель тепла со стояковой системой отопления, обратную магистраль, а также блок управления, выход которого подключен ко второму входу ключа. Первый вход циркуляционного насоса связан с обратной магистралью. Второй вход циркуляционного насоса соединен со вторым выходом блока управления. Выход циркуляционного насоса подключен ко второму входу водоструйного элеватора. Устройство содержит «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления, где m - количество стояков, входы которых подсоединены к соответствующим «m» выходам с 2-го по (1+m)-й потребителя тепла со стояковой системой отопления. Выходы «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления связаны с соответствующими «m» входами с 1-го по m-й блока управления.

Известное устройство обладает низким быстродействием при переходе между режимами работы, так как использованный в нем циркуляционный насос, предназначенный для перемещения теплоносителя, не создает достаточного перепада давления. Кроме того, это устройство не позволяет регулировать скорость перемещения теплоносителя.

Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия при переходе между режимами работы и возможность регулирования скорости перемещения теплоносителя.

Устройство для управления теплопотреблением, также как в прототипе, содержит подающую магистраль, на выходе которой установлен ключ, потребитель тепла со стояковой системой отопления, соединенный с циркуляционным насосом, обратную магистраль, блок управления, выходы которого подключены к ключу, к циркуляционному насосу и к датчику температуры, установленному на входе потребителя тепла.

Согласно изобретению обратный клапан соединен с первым входом напорного насоса, который подключен к балансировочному клапану, выход которого соединен с выходом ключа и первым входом пластинчатого теплообменника, первый выход которого подключен ко входу обратного клапана и к обратной магистрали. Второй выход пластинчатого теплообменника подключен к потребителю тепла. Выход циркуляционного насоса соединен со вторым входом пластинчатого теплообменника. Ко второму входу напорного насоса подключен преобразователь частоты, который соединен с блоком управления. Второй датчик температуры установлен на выходе ключа. Третий датчик температуры установлен на входе обратной магистрали. Выходы второго и третьего датчиков температуры соединены с соответствующими входами блока управления.

В предложенном устройстве напорный насос позволяет создать высокое давление на участке от обратного до балансировочного клапана, вследствие чего возникает перепад давления, больший, чем в прототипе при использовании циркуляционного насоса, что позволяет увеличить скорость перемещения теплоносителя. Использование преобразователя частоты, управляемого блоком управления, позволяет эффективно регулировать скорость перемещения теплоносителя, создаваемую напорным насосом.

На фиг. 1 показана схема устройства для управления теплопотреблением.

Устройство для управления теплопотреблением содержит подающую магистраль 1 (ПМ), на выходе которой установлен ключ 2 (К), обратную магистраль 3 (ОМ), потребитель тепла 4 (ПТ) со стояковой системой отопления. К потребителю тепла 4 (ПТ) подключен циркуляционный насос 5 (ЦН). Первый выход блока управления 6 (БУ) подключен ко второму входу ключа 2 (К). Второй выход блока управления 6 (БУ) подключен к преобразователю частоты 7 (ПЧ), который соединен с первым входом напорного насоса 8 (НН), ко второму входу которого подключен обратный клапан 9 (ОК). Третий выход блока управления 6 (БУ) подключен к циркуляционному насосу 5 (ЦН). Выход напорного насоса 8 (НН) соединен с входом балансировочного клапана 10 (БК), выход которого подключен к выходу ключа 2 (К) и первому входу пластинчатого теплообменника 11 (ТО). Первый выход пластинчатого теплообменника 11 (ТО) подключен ко входу обратного клапана 9 (ОК) и к обратной магистрали 3 (ОМ). Второй выход пластинчатого теплообменника 11 (ТО) подключен к потребителю тепла 4 (ПТ). Выход циркуляционного насоса 5 (ЦН) соединен со вторым входом пластинчатого теплообменника 11 (ТО).

Первый датчик температуры 12 установлен на выходе ключа 2 (К). Второй датчик температуры 13 установлен на входе обратной магистрали 3 (ОМ). Третий датчик температуры 14 установлен на входе потребителя тепла 4 (ПТ). Выходы датчиков 12, 13, 14 соединены с соответствующими входами блока управления 6 (БУ).

В качестве подающей 1 (ПМ) и обратной 3 (ОМ) магистралей использованы подающий и обратный трубопроводы в системе отопления. Ключом 2 (К) служит задвижка с управляемым положением штока. Потребителем тепла 4 (ПТ) являются радиаторы. В качестве циркуляционного насоса 5 (ЦН) использован насос, ротор которого выполнен с рабочим колесом, находящимся в жидком теплоносителе (техническая вода). Использован однофазный преобразователь частоты 7 (ПЧ). Напорный насос 8 (НН) выполнен на основе асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, например, AUTO ADB-35-(8L). Блоком управления 6 (БУ) служит программируемый логический контроллер с преобразователем частоты. В качестве обратного клапана 9 (ОК) использован клапан пластинчатый пружинный муфтовый. Использован балансировочный клапан 10 (БК) динамического типа. Пластинчатым теплообменником 11 (ТО) служит теплообменник для неагрессивных сред. Использованы накладные датчики температуры 12, 13, 14, предназначенные для измерения температуры на трубопроводах и выгнутых поверхностях.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 2 (К) открыт. Подают теплоноситель из подающей магистрали 1 (ПМ) через ключ 2 (К) к первому входу пластинчатого теплообменника 11 (ТО) и от его первого выхода в обратную магистраль 3 (ОМ). Напорный насос 8 (НН) может быть выключен или продолжать работать на минимальной скорости, чтобы давление, создаваемое скоростью подачи теплоносителя, было равно давлению подачи теплоносителя из подающей магистрали 1 (ПМ).

Обратный клапан 9 (ОК) служит для предотвращения подачи теплоносителя из подающей магистрали 1 (ПМ) через ключ 2 (К), балансировочный клапан 10 (БК) и напорный насос 8 (НН) в обратную магистраль 3 (ОМ).

Блок управления 6 (БУ) при помощи третьего датчика температуры 14 контролирует температуру потребителя тепла 4 (ПТ), а также задает ограничение по скорости вращения циркуляционного насоса 5 (ЦН) в зависимости от потребляемой энергии потребителя тепла 4 (ПТ). На основании данных, полученных от датчиков температуры 12, 13, 14, с помощью блока управления 6 (БУ) подают сигналы управления для преобразователя частоты 7 (ПЧ) для задания величины перепада давления, создаваемого напорным насосом 8 (НН), перемещающего теплоноситель, от напорного насоса 8 (НН) через балансировочный клапан 10 (БК), пластинчатый теплообменник 11 (ТО), обратный клапан 9 (ОК) к напорному насосу 8 (НН).

Через промежуток времени, равный длительности заполнения теплоносителем участка от напорного насоса 8 (НН) через балансировочный клапан 10 (БК), пластинчатый теплообменник 11 (ТО), обратный клапан 9 (ОК) к напорному насосу 8 (НН), блок управления 6 (БУ) дает сигнал преобразователю частоты 7 (ПЧ), который управляя напорным насосом 8 (НН), повышает давление подающей магистрали 1 (ПМ), и теплоноситель циркулирует от выхода напорного насоса 8 (НН) через балансировочный клапан 10 (БК), пластинчатый теплообменник 11 (ТО), обратный клапан 9 (ОК) к напорному насосу 8 (НН). Клапан 2 (К) при этом закрывается. При отдаче достаточного количества тепловой энергии, после окончания периода регулирования подачи теплоносителя, работа устройства переходит в исходное состояние на заполнение теплоносителем участка от напорного насоса 8 (НН) через балансировочный клапан 10 (БК), пластинчатый теплообменник 11 (ТО), обратный клапан 9 (ОК) к напорному насосу 8 (НН) и вывод остывшего теплоносителя от обратного 9 (ОК) через напорный насос 8 (НН) к балансировочному клапану 10 (БК), теплообменник 11 (ТО) в обратную магистраль 3 (ОМ).

Устройство для управления теплопотреблением, содержащее подающую магистраль, на выходе которой установлен ключ, потребитель тепла со стояковой системой отопления, соединенный с циркуляционным насосом, обратную магистраль, блок управления, подключенный к ключу, к циркуляционному насосу и к датчику температуры, установленному на входе потребителя тепла, отличающееся тем, что обратный клапан соединен с напорным насосом, который подключен к балансировочному клапану, выход которого соединен с ключом и пластинчатым теплообменником, который подключен к входу обратного клапана и к обратной магистрали, при этом пластинчатый теплообменник подключен к потребителю тепла, а циркуляционный насос соединен с пластинчатым теплообменником, к напорному насосу подключен преобразователь частоты, который соединен с блоком управления, второй датчик температуры установлен на выходе ключа, третий датчик температуры установлен на входе обратной магистрали, второй и третий датчики температуры соединены с блоком управления.

Похожие патенты:

Регулирующий клапан // 2657640

Изобретение относится к регулирующему клапану. Регулирующий клапан содержит корпус (2) клапана, затвор (18) потока, функционально расположенный между впуском (4) и выпуском (5), приводной шпиндель (14), имеющий по меньшей мере первый приводной конец (14а) и второй конец (14b), соединенный с затвором (18) потока.

Программируемый привод и способ контроля его рабочего состояния и надежности // 2657117

Программируемый привод для управляющего клапана содержит корпус привода, штангу привода, устройство смещения, контроллер и по меньшей мере один датчик. Корпус привода содержит кожух привода, ограничивающий объем полости корпуса.

Устройство для регулирования потока контрольного газа // 2656038

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для контроля локальной герметичности сварных изделий с использованием пробных газов. Устройство для регулирования потока контрольного газа содержит корпус с регулируемым дросселем, запирающий орган которого выполнен в виде конической иглы и ответного по форме седла, установленного в корпусе, имеет защемленные на одинаковом расстоянии друг от друга три равные по жесткости мембраны с установленными между ними пьезоэлементами в виде трубок с возможностью обеспечения устойчивой центрирующей подвески штока конической иглы.

Регулирующая арматура // 2652361

Регулирующая арматура (1) для регулирования расхода и перепада давления в проводящих жидкость нагревательных или охлаждающих установках состоит из корпуса (2) с впускным отверстием (3) и выпускным отверстием (4), а также установленным между ними присоединительным патрубком (5) с вставленным в него регулирующим устройством (9), первым устройством (10) регулирования расхода и вторым устройством (11) регулирования расхода, причем в направлении течения проходящей жидкости за впускным отверстием (3) следует первое устройство (10) регулирования расхода, за ним установлено второе устройство (11) регулирования расхода, вслед за ним идет регулирующее устройство (9), а за ним предусмотрено выпускное отверстие (4), причем установленный в присоединительном патрубке (5) шпиндель (12) содержит исполнительную часть (13) и дросселирующий элемент (14), который является компонентом первого устройства (10) регулирования расхода, и этот шпиндель (12) в аксиальном направлении проходит как через регулирующее устройство (9), так и через второе устройство (11) регулирования расхода.

Способ и устройства для балансирования группы потребителей в системе транспортировки текучей среды // 2648211

Настоящее изобретение относится к способу и устройствам для балансирования группы потребителей в системе транспортировки текучей среды. Способ предусматривает, что каждый из потребителей снабжен моторизованным регулировочным клапаном для регулирования потока через потребителя, при этом сохраняют характеристические данные для потребителей, которые для заданных потоков через соответственно одного из потребителей при постоянном давлении в системе транспортировки текучей среды определяют положение соответствующего регулировочного клапана, определяют действительный общий поток через группу потребителей с помощью общего датчика потока, определяют коэффициент балансирования на основе действительного общего потока и суммы требуемых заданных потоков через потребителей и выполняют динамическое балансирование потребителей путем установки положений соответствующих регулировочных клапанов на основе характеристических данных и заданных потоков, масштабированных коэффициентом балансирования.

Способ балансировки системы теплового потока, система и контроллер с использованием данного способа // 2646208

Изобретение относится к отопительным системам. В соответствии со способом регулируют управляющее оборудование так, что связанный с ним потребитель получает расход нагревающей текучей среды в соответствии с установленной долей от общего расхода.

Система и способ оптимальной настройки регулятора потока // 2627287

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть применено для упрощения выбора оптимальных настроек регулятора потока для улучшения требуемой целевой функции в многозонной скважине с изоляцией зон.

Система и способы для оптимизации извлечения и закачки, ограниченных обрабатывающим комплексом, в интегрированном пласте-коллекторе и собирающей сети // 2600254

Изобретение относится к системе и способу для оптимизации извлечения и закачки, ограниченных обрабатывающим комплексом, в интегрированном пласте-коллекторе и собирающей сети.

Система управления накопителями текучей среды и способ контроля объемов текучей среды и управления передачей объемов текучей среды внутри сети текучей среды // 2587001

Изобретение относится к контролю текучей среды и управлению передачей объемов текучей среды внутри сети текучей среды. Система (1а, 1b) управления накопителями текучей среды для контроля объемов текучей среды и для управления передачей объемов текучей среды внутри сети текучей среды содержит множество накопителей (2а-2е) текучей среды, в которых могут храниться объемы текучей среды, соединены друг с другом в сети (8) текучей среды, центральный вычислительный блок, коммуникационный портал в коммуникационной сети, пользовательский интерфейс, блок сравнения для сравнения объемов текучей среды, управляющее устройство для выполнения заказов на передачу объемов текучей среды.

Регулируемый струйно-кавитационный стабилизатор расхода жидкости // 2568951

Изобретение относится к струйной технике, в частности к струйным стабилизаторам расхода жидкости, и может быть использовано в гидроприводах для получения постоянной скорости движения исполнительного гидродвигателя вне зависимости от нагрузки.

Клапан // 2655898

Изобретение относится к клапану. Клапан (1) содержит корпус (2) клапана, седло (3) клапана и запирающий элемент (4).

Устройство управления, компоненты и мобильное сервисное устройство для hvac-системы // 2653926

Изобретение относится к устройству (3) управления для системы (5) отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), которое имеет модуль (33) связи для связи с одним или более компонентами HVAC-системы (5).

Автоматическая микропроцессорная система регулирования температуры энергетической установки транспортного средства // 2645519

Изобретение относится к регулированию температуры энергетической установки транспортного средства. Автоматическая микропроцессорная система регулирования температуры энергетической установки транспортного средства включает в себя охлаждающее устройство, насос охлаждающей жидкости, вентилятор, плавно управляемый электропривод вентилятора, микропроцессорный контроллер, датчик температуры энергетической, датчик мощности энергетической установки, датчик температуры наружного охлаждающего воздуха, датчик частоты вращения вала энергетической установки, датчик частоты вращения вала вентилятора, сравнивающие устройства, устройство коррекции коэффициента передачи регулятора температуры.

Способ и устройство для превращения спирта в топливную смесь // 2640801

Настоящее изобретение относится к способу превращения спирта в топливную смесь, состоящую из спирта, эфира и воды, которая подходит для работы двигателя внутреннего сгорания, в частности автомобильного двигателя внутреннего сгорания, и к устройству для его осуществления.

Способ регулирования температуры в термокамере // 2629645

Изобретение относится к проведению тепловакуумных испытаний космических объектов. Способ регулирования температуры в термокамере включает нагрев объекта испытаний в вакууме, измерение текущего значения температуры T1 на объекте испытаний, измерение текущего значения температуры Т2 на объекте испытаний по истечении заданного промежутка времени (t), вычисление разницы значений температур T1 и Т2 и определение темпа и направления изменения значений температуры, задавание допустимых верхней (VG) и нижней (NG) границ диапазона изменения температуры на объекте испытаний, определение положения текущей температуры относительно нижнего допуска температуры и относительно верхнего допуска температуры, вычисление значения управляющего напряжения нагревателя.

Устройство ввода электро-инсталляционной техники с поворотным управлением // 2628908

Изобретение относится к устройству ввода электро-инсталляционной техники с поворотным управлением. Технический результат заключается в обеспечении оптимизированного поворотного управления.

Устройство автоматического управления термовлажностной обработкой лицевых бетонных изделий // 2606522

Изобретение относится к производству строительных материалов. Устройство автоматического управления термовлажностной обработкой лицевых бетонных изделий включает камеру термовлажностной обработки, устройство циркуляции воздуха и устройство увлажнения, связанные с блоком управления.

Способ установки параметров в системе, в частности в отопительной или охлаждающей системе, устройство для изменения параметров и отопительная или охлаждающая система // 2605152

Настоящее изобретение относится к способу установки параметров в системе, в частности в отопительной или охлаждающей системе. Технический результат заключается в обеспечении возможности выявления зависимости между компонентами реальной отопительной или охлаждающей системы, возможность проверки ошибок установки параметров и возможности отслеживания отдельных параметров системы, быстрой проверки правильности установки параметров за счет значительно более быстрой реакции виртуальной системы по сравнению с реальной системой.

Устройство для автоматического управления теплопотреблением здания в системе центрального теплоснабжения // 2601499

Устройство для автоматического управления теплопотреблением здания в системе центрального теплоснабжения включает последовательно соединенные и образующие замкнутый контур источник тепловой энергии, импульсный регулятор расхода теплоносителя в подающей магистрали, систему отопления здания и блок измерения температуры теплоносителя в обратной магистрали, а также блок измерения температуры наружного воздуха, блок управления, блок задания периода регулирования, блок задания минимального шага регулирования, блок задания шага изменения длительности импульса теплоносителя в каждом периоде регулирования расхода теплоносителя, блок коррекции знака шага изменения длительности импульса теплоносителя, блок задания температуры теплоносителя в обратной магистрали, блок задания шага изменения температуры теплоносителя в обратной магистрали за период регулирования расхода теплоносителя при минимальном значении длительности импульса теплоносителя, блок вычисления коэффициента кратности коррекции шага изменения длительности импульса теплоносителя и блок сравнения.

Термоэлектрический тепловой насос с нанопленочными полупроводниковыми ветвями // 2595911

Изобретение относится к системам теплообмена. Технический результат - повышение эффективности термоэлектрического теплового насоса за счет уменьшения выделения паразитного тепла Джоуля в полупроводниковых ветвях и создание условий для возникновения дополнительного термоэффекта между горячими и холодными спаями, изготовленными из разных металлов.

Реверсивный регулятор температуры // 2654659

Изобретение относится к автоматическому регулированию, в частности к регулированию температуры в термостатах с термоэлектрической батареей, реверсирование постоянного тока в которых позволяет осуществлять режим нагрева или охлаждения.