СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТОПЛЕНИЯ ПО ФАСАДАМ ЗДАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕПЛООБМЕННИКОВ Российский патент 2006 года по МПК G05D23/19 

Предлагаемое изобретение относится к области, связанной с системами управления или регулирования температуры с помощью электрических средств, и может быть использовано для автоматизации и управления системами отопления по фасадам здания с центральным водяным отоплением с применением теплообменников для решения задач энергосбережения.

Известна система автоматического регулирования (CAP) отопления зданий с термостатами на отопительных приборах и с авторегулированием температуры теплоносителя в индивидуальном тепловом пункте (ИТП) (Грановский В.Л. Прижижецкий С.И. Система отопления жилых зданий массового строительства и реконструкции с комплексным автоматизированием теплопотребления // Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК), 2002. №5. - С.66-69 (рис.1, а)), содержащая насос (циркуляционный насос с электроприводом), регулятор расхода (на рис.1, а это регулирующий клапан, который имеет позиционное обозначение 3, с исполнительным механизмом, обозначенным "˜") и датчик температуры подающей воды (погружной датчик температуры теплоносителя в подающем трубопроводе), установленные в системе отопления здания и подключенные к контроллеру для регулирования температуры в системе отопления с учетом температуры наружного воздуха, причем датчик температуры подключен к 1 его входу, а исполнительный механизм и электропривод циркуляционного насоса (на рис.1, а не показан) соответственно к 1 и 2 его выходам, а также к 2 входу контроллера подключен датчик температуры наружного воздуха, расположенный на северном фасаде здания, и к 3 входу контроллера подключен датчик температуры обратной воды, входящий в контур CAP для защиты теплоносителя от замерзания. Кроме того, в системе содержатся обратный клапан, установленный на перемычке, и регулятор перепада давления (регулятор перепада давления прямого действия), а также установлены термостаты на отопительных приборах для локального регулирования температуры в помещениях здания. Особенность такого технического решения заключается в том, что с помощью центрального авторегулирования расхода теплоносителя в ИТП стабилизируют температуру в системе отопления здания по заданной программе, а комфортную температуру в помещениях регулируют с помощью термостатов, т.е. регуляторов температуры прямого действия, расположенных на отопительных приборах.

Основным недостатком данного технического решения для протяженных в плане зданий является относительно высокая стоимость CAP при реконструкции систем отопления зданий с учетом установки термостатов на отопительных приборах и с использованием центрального авторегулирования температуры теплоносителя в ИТП. Кроме того, при использовании термостатов на отопительных приборах с вертикальной однотрубной системой отопления (основная система отопления зданий, существующая в России) необходимо проводить дополнительные затратные мероприятия, связанные с установкой перемычек на отопительных приборах, чтобы при закрытии термостатов теплоноситель поступал к следующему отопительному прибору.

Прототипом предлагаемого изобретения является CAP отопления по фасадам здания с применением двух теплообменников, состоящая из двух независимых контуров, один из которых отапливает северную сторону здания, другой - южную (Кулев М.В. Применение комплекса автоматизации регулирования тепла в административных зданиях Екатеринбурга // Энергосбережение, 2000. №2. - С.24-25 (рисунок с принципиальной схемой автоматизации ИТП)). Первая подсистема CAP для авторегулирования температуры системы отопления северного фасада, содержащая циркуляционный насос (P1 - циркуляционный насос отопления, показанный на принципиальной схеме автоматизации ИТП) с электроприводом (на схеме не показан), подключенный к 1 выходу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 4 справа от центральной части контроллера), регулирующий клапан с исполнительным механизмом (M1 - исполнительный механизм клапана), подключенный к 2 выходу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 3 слева от центральной части контроллера), погружной датчик температуры теплоносителя системы отопления северного фасада в подающем трубопроводе (буквенное обозначение S3), расположенный после первого теплообменника (на схеме верхний), подключенный к 1 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 6 справа от центральной части контроллера), погружной датчик температуры теплоносителя из теплосетей в обратном трубопроводе (буквенное обозначение S4), подключенный к 2 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 4 слева от центральной части контроллера), датчик температуры внутреннего воздуха северного фасада (буквенное обозначение S2), расположенный в одной из комнат северного фасада и подключенный к 3 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 1 справа от центральной части контроллера), и датчик температуры наружного воздуха (буквенное обозначение S1), расположенный на северном фасаде здания и подключенный к 4 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 1 слева от центральной части контроллера). Вторая подсистема CAP для авторегулирования температуры системы отопления южного фасада, содержащая циркуляционный насос (Р2 - циркуляционный насос отопления, показанный на принципиальной схеме автоматизации ИТП) с электроприводом (на схеме не показан), подключенный к 3 выходу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 3 справа от центральной части контроллера), регулирующий клапан с исполнительным механизмом (М2 - исполнительный механизм клапана), подключенный к 4 выходу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 2 слева от центральной части контроллера), погружной датчик температуры теплоносителя системы отопления южного фасада в подающем трубопроводе (буквенное обозначение S5), расположенный после второго теплообменника (на схеме нижний) и подключенный к 5 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 5 справа от центральной части контроллера), датчик температуры внутреннего воздуха южного фасада (буквенное обозначение S6), расположенный в одной из комнат южного фасада и подключенный к 6 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 2 справа от центральной части контроллера). Основная особенность технического решения при пофасадном регулировании связана с тем, что помещения южной стороны здания получают дополнительное тепло за счет их обогрева солнечным излучением. В связи с этим в осенне-весенний отопительный период с южной стороны в помещениях здания намного теплее по сравнению с другими помещениями со стороны противоположного фасада здания. Для устранения перепада температур, создания нормальных температурных условий для работы в помещениях и экономии тепловой энергии вводится пофасадное регулирование в протяженных в плане зданиях и соответственно расположенных относительно северного и южного направлений. В соответствии с этим для каждой из 2-х сторон здания применяются раздельные элементы для систем авторегулирования расхода теплоносителя и энергоэффективное оборудование, включая циркуляционные насосы и теплообменники. В каждой из двух независимых CAP температур системы отопления применяется программное управление графиком изменения температуры теплоносителя в системе отопления каждого из фасадов в зависимости от наружной температуры и с коррекцией этого графика при отклонении внутренней температуры помещений от заданной.

Недостатком этого технического решения является невозможность контроля за утечками теплоносителя в системах отопления любого фасада здания и, соответственно, определения зон утечек теплоносителя и последующего прогнозирования процесса развития аварийной ситуации. Кроме того, в CAP отсутствует система автоматической подпитки отопления здания в случае утечки теплоносителя из системы отопления, что крайне важно для обеспечения работоспособности циркуляционных насосов.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение надежности функционирования CAP отопления по фасадам здания и расширение функциональных возможностей CAP за счет применения системы автоматического контроля за утечками теплоносителя в системах отопления любого фасада здания, а также за счет использования автоматической подпитки любой из систем отопления по фасадам здания для обеспечения работоспособности циркуляционных насосов.

Это достигается тем, что CAP отопления по фасадам здания с применением теплообменников, содержащая контроллер, i-ю систему отопления здания (i=1...N, i - номер индекса системы отопления, N - количество раздельных систем отопления здания по его фасадам), причем каждая из них с погружным датчиком температуры теплоносителя и датчиком температуры внутреннего воздуха, расположенного в помещении каждого фасада, подключенные к входам контроллера с К_i1 по К_i2, датчик температуры наружного воздуха, расположенный на северном фасаде здания и подключенный к входу контроллера К₀, при этом в i-й системе отопления здания на трубопроводах установлены теплообменник, с одной стороны, связанный с наружными тепловыми сетями через регулирующий клапан, а с другой стороны, связанный с ветвями системы отопления этого фасада здания через циркуляционный насос, и погружной датчик температуры теплоносителя на подающей ветви за теплообменником, причем исполнительный механизм регулирующего клапана и электропривод циркуляционного насоса подключены соответственно к выходам контроллера с Н_i1 по Н_i2, кроме того, имеется обратный клапан, согласно предлагаемому решению в CAP для всех систем отопления здания установлен один подпиточный трубопровод со счетчиком теплоносителя или без него, электромагнитным клапаном с датчиком давления, обратным клапаном и расширительным баком с предохранительным клапаном, причем, с одной стороны, подпиточный трубопровод связан с обратным трубопроводом наружных тепловых сетей, а с другой стороны, часть подпиточного трубопровода между расширительным баком и обратным клапаном связана с обратными трубопроводами каждой системы отопления здания дополнительными трубопроводами через запорный кран и/или запорный кран с исполнительным механизмом, подключенным к выходу контроллера Н_i3, и дополнительный счетчик теплоносителя, при этом датчик давления установлен на обратной ветви одной из систем отопления по фасадам здания, причем счетчик теплоносителя и дополнительные счетчики теплоносителя и контроллер и/или дополнительные контроллеры связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления.

Сопоставительный анализ с известными техническими решениями показывает, что предлагаемая CAP отопления по фасадам здания с применением теплообменников отличается тем, что в CAP для всех систем отопления здания установлен один подпиточный трубопровод со счетчиком теплоносителя или без него, электромагнитным клапаном с датчиком давления, обратным клапаном и расширительным баком с предохранительным клапаном, причем, с одной стороны, подпиточный трубопровод связан с обратным трубопроводом наружных тепловых сетей, а с другой стороны, часть подпиточного трубопровода между расширительным баком и обратным клапаном связана с обратными трубопроводами каждой системы отопления здания дополнительными трубопроводами через запорный кран и/или запорный кран с исполнительным механизмом, подключенным к выходу контроллера Н_i3, и дополнительный счетчик теплоносителя, при этом датчик давления установлен на обратной ветви одной из систем отопления по фасадам здания, причем счетчик теплоносителя и дополнительные счетчики теплоносителя и контроллер и/или дополнительные контроллеры связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления.

Таким образом, заявляемое техническое решение по указанным пунктам соответствует критерию "новизна".

Особенность предлагаемой CAP отопления по фасадам здания с применением теплообменников заключается в представленном техническом решении, при котором используются все преимущества пофасадного регулирования и при этом повышается надежность функционирования CAP отопления по нескольким фасадам здания и расширяются функциональные возможности CAP, во-первых, за счет применения системы автоматического контроля за утечками теплоносителя в системах отопления любого фасада здания. При этом обеспечивается возможность определения зон утечек теплоносителя и, соответственно, прогнозирование процесса развития аварийной ситуации. Например, по величине расхода теплоносителя согласно данным дополнительных счетчиков теплоносителя можно оценить процесс развития аварийной ситуации при порывах, возникших в одной из систем отопления здания. По показаниям дополнительного счетчика при установленном запорном кране с исполнительным механизмом контроллер может принять решение о полном выключении системы отопления фасада из работы путем остановки электропривода насоса и перекрытии запорного крана с помощью исполнительного механизма. Если установлены только запорные краны без исполнительных механизмов на дополнительных трубопроводах, перекрытие этих кранов осуществляется вручную, а остановка электропривода насоса осуществляется контроллером. Во-вторых, при использовании автоматической подпитки любой из систем отопления по фасадам здания имеется возможность обеспечения работоспособности циркуляционных насосов при нештатных ситуациях. В случае порыва трубопровода n-й системы отопления происходит утечка теплоносителя из системы отопления, приводящая к изменению давления. Датчик давления, установленный на обратной ветви одной из систем отопления здания, фиксирует это изменение, так как обратные ветви систем отопления связаны между собой с помощью дополнительных трубопроводов. Датчик давления приводит в действие электромагнитный клапан, который, срабатывая, соединяет посредством подпиточного трубопровода обратный трубопровод наружных тепловых сетей и обратные трубопроводы каждой системы отопления здания. При этом будет подпитываться теплоносителем n-я система отопления здания, в которой происходит утечка теплоносителя. Таким образом, в данной аварийной ситуации сохраняется необходимый объем теплоносителя в n-й системе отопления, что позволяет обеспечить работоспособность циркуляционного насоса. Счетчик теплоносителя, установленный на подпиточном трубопроводе, фиксирует порыв и при наличии связи с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления, позволяет сигнализировать об аварии, при этом т.к. в системе присутствуют дополнительные счетчики теплоносителя на каждом дополнительном трубопроводе, то место порыва, благодаря системе автоматического контроля, локализуется до конкретной n-й системы отопления, что важно для быстрого восстановления нормального режима функционирования системы. Следует отметить, что наличие счетчика теплоносителя, установленного на подпиточном трубопроводе, необязательно, т.к. порыв трубопровода в системе можно обнаружить по дополнительным счетчикам теплоносителя, установленным на каждом дополнительном трубопроводе. Дополнительные контроллеры могут появляться в CAP для зданий с большим количеством раздельных систем отопления, например для здания O-образной формы, имеющего 8 фасадов с раздельными системами отоплении. Контроллер, дополнительные счетчики теплоносителя и счетчик теплоносителя подключены к управляющей вычислительной машине диспетчерского пульта управления через адаптер связи и промежуточный контроллер, если необходимо согласование интерфейсов. Также контроллер, дополнительные счетчики теплоносителя и счетчик теплоносителя могут быть подключены непосредственно к управляющей вычислительной машине диспетчерского пульта управления через адаптер связи или промежуточный контроллер, в зависимости от распределения решаемых задач по уровням управления.

Таким образом, проведенный анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемой CAP отопления по фасадам здания с применением теплообменников, и дает право признать заявляемое техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлена схема CAP отопления по фасадам здания с применением теплообменников (цифровое обозначение соответствует элементам системы, буквенно-цифровое - соответствующие входы и выходы электронного регулятора и управляющей вычислительной машины, а также места соединений трубопроводов); на фиг.2 представлена схема Т-образного в плане здания со схемой разводки подающих и обратных ветвей системы отопления здания по его 3 фасадам (NE - северный фасад, SE - южный фасад, ЕЕ - восточный фасад), при этом подающие от F1 до F3 и обратные ветви от R1 до R3, связанные с насосами и теплообменниками в местах соединений соответственно N1 и N2, S1 и S2, Е1 и Е2, причем сплошной линией показаны ветви каждого фасада здания, к которым присоединены стояки с отопительными приборами, а пунктирной линией - трубопроводы, соединяющие ветви северного фасада с насосом и теплообменником.

Система автоматического регулирования отопления по фасадам здания с применением теплообменников, представленная на фиг.1, содержит контроллер 1, раздельные системы отопления здания по его фасадам, например три системы отопления, включая систему отопления северного фасада (NE) 2, систему отопления южного фасада (SE) 3, систему отопления восточного фасада (ЕЕ) 4. К контроллеру 1 соответственно подключены погружной датчик температуры теплоносителя 5 системы отопления NE к входу К₁₁, погружной датчик температуры теплоносителя 6 системы отопления SE к входу К₂₁, погружной датчик температуры теплоносителя 7 системы отопления ЕЕ к входу К₃₁, датчик температуры внутреннего воздуха 8, расположенный в помещении NE, к входу K₁₂, датчик температуры внутреннего воздуха 9, расположенный в помещении SE, к входу K₂₂, датчик температуры внутреннего воздуха 10, расположенный в помещении ЕЕ, к входу К₃₂, датчик температуры наружного воздуха 11, расположенный на фасаде NE здания, к входу К₀. CAP для системы отопления NE содержит теплообменник 12, циркуляционный насос 13 с электроприводом 14, подключенный к выходу Н₁₁ контроллера 1, регулирующий клапан 15 с исполнительным механизмом 16, подключенным к выходу H₁₂ контроллера 1. CAP для системы отопления SE содержит теплообменник 17, циркуляционный насос 18 с электроприводом 19, подключенный к выходу H₂₁ контроллера 1, регулирующий клапан 20 с исполнительным механизмом 21, подключенным к выходу Н₂₂ контроллера 1. CAP для системы отопления ЕЕ содержит теплообменник 22, циркуляционный насос 23 с электроприводом 24, подключенный к выходу H₃₁ контроллера 1, регулирующий клапан 25 с исполнительным механизмом 26, подключенным к выходу Н₃₂ контроллера 1. Кроме того, теплообменник 12 в системе отопления NE установлен на подающем и обратном трубопроводах таким образом, что, с одной стороны, он связан с подающим 27 и обратным 28 трубопроводами наружных тепловых сетей через регулирующий клапан 15, а с другой стороны, связан с ветвями системы отопления NE здания через циркуляционный насос 13 и погружной датчик температуры теплоносителя 5 на подающей ветви за теплообменником 12. Кроме того, теплообменник 17 в системе отопления SE установлен на подающем и обратном трубопроводах таким образом, что, с одной стороны, он связан с подающим 27 и обратным 28 трубопроводами наружных тепловых сетей через регулирующий клапан 20, а с другой стороны, связан с ветвями системы отопления SE здания через циркуляционный насос 18 и погружной датчик температуры теплоносителя 6 на подающей ветви за теплообменником 17. Кроме того, теплообменник 22 в системе отопления ЕЕ установлен на подающем и обратном трубопроводах таким образом, что, с одной стороны, он связан с подающим 27 и обратным 28 трубопроводами наружных тепловых сетей через регулирующий клапан 25, а с другой стороны, связан с ветвями системы отопления ЕЕ здания через циркуляционный насос 23 и погружной датчик температуры теплоносителя 7 на подающей ветви за теплообменником 22. В CAP содержится один подпиточный трубопровод 29 со счетчиком теплоносителя 30, электромагнитным клапаном 31 с датчиком давления 32, обратным клапаном 33 и расширительным баком 34 с предохранительным клапаном 35, причем, с одной стороны, подпиточный трубопровод связан с обратным трубопроводом 28 наружных тепловых сетей в месте соединения 36, а с другой стороны, часть подпиточного трубопровода между расширительным баком 34 и обратным клапаном 33 связана с обратным трубопроводом системы отопления NE дополнительным трубопроводом 37, с обратным трубопроводом системы отопления SE дополнительным трубопроводом 38, с обратным трубопроводом системы отопления ЕЕ дополнительным трубопроводом 39. При этом на дополнительном трубопроводе 37 системы отопления установлен запорный клапан 40 и/или запорный кран 41 с исполнительным механизмом 42, подключенным к выходу контроллера Н₁₃, и дополнительный счетчик теплоносителя 43, на дополнительном трубопроводе 38 системы отопления установлен запорный клапан 44 и/или запорный кран 45 с исполнительным механизмом 46, подключенным к выходу контроллера Н₂₃, и дополнительный счетчик теплоносителя 47, на дополнительном трубопроводе 39 системы отопления установлен запорный клапан 48 и/или запорный кран 49 с исполнительным механизмом 50, подключенным к выходу контроллера Н₃₃, и дополнительный счетчик теплоносителя 51, причем датчик давления 32 установлен на обратной ветви одной из систем отопления здания, например на обратной ветви ЕЕ. Кроме того, счетчик теплоносителя 30 и дополнительные счетчики теплоносителя 43, 47, 51 и выход U₀ контроллера 1 соответственно подключены к входам U₁, U₂, U₃, U₄, U₅ промежуточного контроллера 52. Т.к. нет необходимости согласования интерфейсов, то адаптер связи на фиг.1 не показан. Промежуточный контроллер 52 через цифровой коммуникационный порт U₆ связан с цифровым коммуникационным портом управляющей вычислительной машины 53 диспетчерского пульта управления. Дополнительные контроллеры на фиг.1 не показаны, так как они могут появляться в CAP для зданий с большим количеством раздельных систем отопления, например для здания O-образной формы, имеющего 8 фасадов с раздельными системами отопления. Кроме того, ветви каждой системы отопления здания содержат стояки с отопительными приборами 54, также на вводе в тепловой пункт расположен узел учета теплопотребления 55.

Возможность применения предлагаемого технического решения показана на примере Т-образного в плане здания с 3 раздельными системами отоплении для 3 его фасадов (см. на фиг.2). Для зданий прямоугольной формы, причем на местности ориентированных протяженными сторонами относительно севера и юга, возможно применение только 2 раздельных систем отопления, что позволяет в CAP отопления по фасадам здания с применением теплообменников (см. фиг.1) упростить схему путем уменьшения ее на 1 фасад. Для зданий O-образной формы, имеющих 8 фасадов с раздельными системами отопления, в CAP отопления по его фасадам здания с применением теплообменников (см. фиг.1) необходимо дополнить схему путем увеличения ее на 5 фасадов. Важно отметить, что для различных типов зданий с учетом их планировок суть предлагаемого изобретения не меняется, а изменяется только количество раздельных систем отопления зданий.

CAP отопления по фасадам здания с применением теплообменников (см. фиг.1) работает следующим образом. Процесс автоматического регулирования рассмотрим на примере NE (процессы автоматического регулирования остальных фасадов аналогичны). Автоматическое регулирование температуры теплоносителя в системе отопления обеспечивается локальным контроллером 1 с учетом того, что система регулирования является двухконтурной. Это повышает динамическую устойчивость и точность регулирования. Первый контур, регулирующий расход теплоносителя из тепловых сетей в зависимости от температуры наружного воздуха, является малоинерционным, что позволяет осуществлять управление без статической ошибки, используя для этого пропорционально-интегральной закон регулирования. Второй контур, включающий инерционные элементы (помещения здания), работает по пропорциональному закону регулирования с учетом большой инерционности объекта управления и корректирует работу первого контура.

В первом контуре системы автоматизации на базе локального контроллера 1 формируется управляющая команда с учетом закона регулирования при возникновении отклонения Δ_t1 как результата сравнения значения от его программного задатчика (ПЗ₁) и данных от погружного датчика температуры теплоносителя 5, расположенного после теплообменника 12. При этом следует отметить, что сигналы от датчиков температуры 5, 8, 11, поступающие на аналоговые входы (К₁₁, K₁₂, К₀) контроллера, преобразуются в цифровые. Затем управляющая команда от локального контроллера 1 преобразуется в электрический сигнал и подается на исполнительный механизм 16, перемещающий шток регулирующего клапана 15. При этом соответственно изменяется расход теплоносителя из подающего трубопровода 27. Функционирование задатчика ПЗ₁ локального контроллера 1 определяется температурным графиком подачи теплоносителя при централизованном теплоснабжении здания с учетом температуры наружного воздуха, измеряемого датчиком температуры наружного воздуха 11, расположенного на северном фасаде. Циркуляционный насос 13 создает необходимый и постоянный расход в системе отопления здания с помощью электропривода 14, подключенного к выходу Н₁₁ локального контроллера 1. При этом следует отметить, что при увеличении температуры в системе отопления здания локальный контроллер 1 формирует управляющую команду, при которой исполнительный механизм 16 перемещает шток регулирующего клапана 15 таким образом, что уменьшается расход теплоносителя из подающего трубопровода 27 и это, соответственно, приводит к стабилизации заданной температуры в системе отопления здания. В случае уменьшения температуры в системе отопления здания по командам локального контроллера 1 исполнительный механизм 16 с помощью регулирующего клапана 15, наоборот, увеличивает расход теплоносителя из подающего трубопровода 27 и т.д.

Во втором контуре на базе локального контроллера 1 формируется управляющая команда с учетом закона регулирования при возникновении отклонения Δ_t2 как результата сравнения значения от его второго задатчика (ПЗ₂) и данных от датчика температуры внутреннего воздуха 8. Затем команда от локального контроллера 1 преобразуется в электрический сигнал, поступающий на исполнительный механизм 16, перемещающий шток регулирующего клапана 15, т.е. при этом корректируется расход теплоносителя из подающего трубопровода 27 с учетом температуры в помещении здания.

Особенность предлагаемой CAP отопления по фасадам здания с применением теплообменников заключается в представленном техническом решении, при котором используются все преимущества пофасадного регулирования и при этом повышается надежность функционирования CAP отопления по нескольким фасадам здания и расширяются функциональные возможности CAP, во-первых, за счет применения системы автоматического контроля за утечками теплоносителя. При этом счетчик теплоносителя 30 сигнализирует аварийную ситуацию в системе отопления, а с помощью дополнительных счетчиков теплоносителя 43, 47, 51 обеспечивается возможность определения зон утечек теплоносителя и, соответственно, прогнозирование процесса развития аварийной ситуации, например, по величине расхода теплоносителя, согласно данным дополнительного счетчика 43 можно оценить процесс развития аварийной ситуации при порывах, возникших в системе отопления северного фасада здания. По показаниям дополнительного счетчика 43 при установленном запорном кране 41 с исполнительным механизмом 42 контроллер 1 может принять решение о полном выключении системы отопления фасада из работы путем остановки электропривода 14 насоса 13 и перекрытии запорного крана 41 с помощью исполнительного механизма 42. Если установлен только запорный кран 40 без исполнительных механизмов на дополнительном трубопроводе 37, перекрытие этого крана осуществляется вручную, а остановка электропривода 14 насоса 13 осуществляется контроллером 1.

Во-вторых, при использовании автоматической подпитки любой из систем отопления по фасадам здания имеется возможность обеспечения работоспособности циркуляционных насосов при нештатных ситуациях. В случае порыва трубопровода любой системы отопления, например северного фасада NE, происходит утечка теплоносителя из системы отопления, приводящая к изменению давления. Датчик давления 32, установленный на обратной ветви системы отопления ЕЕ здания, фиксирует это изменение, так как обратные ветви систем отопления связаны между собой с помощью дополнительных трубопроводов 37, 38 и 39. Датчик давления 32 приводит в действие электромагнитный клапан 31, который, срабатывая, соединяет посредством подпиточного трубопровода 29 обратный трубопровод 28 наружных тепловых сетей и другие обратные трубопроводы каждой системы отопления здания. При этом подпитывается теплоносителем система отопления северного фасада здания NE, в которой происходит утечка теплоносителя, а другие не подпитываются, так как в них сохраняется необходимый объем теплоносителя. Таким образом, в этой аварийной ситуации в системе отопления здания NE поддерживается необходимый объем теплоносителя и, соответственно, нормальная работоспособность циркуляционного насоса 13. Счетчик теплоносителя 30, установленный на подпиточном трубопроводе 29, фиксирует порыв и при наличии связи с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления 53 позволяет сигнализировать об аварии. Учитывая, что в системе также присутствует дополнительный счетчик теплоносителя 43, установленный на дополнительном трубопроводе 37, то место порыва, благодаря системе автоматического контроля, локализуется до системы отопления северного фасада NE. Это важно для быстрого восстановления нормального режима функционирования системы. Следует отметить, что наличие счетчика теплоносителя 30, установленного на подпиточном трубопроводе 29, необязательно, так как порыв трубопровода в системе можно обнаружить по дополнительным счетчикам теплоносителя 43, 47, 51, установленным на каждом дополнительном трубопроводе 37, 38, 39 соответственно. Контроллер 1, дополнительные счетчики теплоносителя 43, 47, 51 и счетчик теплоносителя 30 подключены к управляющей вычислительной машине диспетчерского пульта управления 53 через промежуточный контроллер 52.

Таким образом, предлагаемое техническое решение направлено на повышение надежности функционирования CAP отопления по фасадам здания и расширение функциональных возможностей CAP за счет применения системы автоматического контроля за утечками теплоносителя в системах отопления любого фасада здания, а также за счет использования автоматической подпитки любой из систем отопления по фасадам здания для обеспечения работоспособности циркуляционных насосов.

Предлагаемое изобретение относится к области, связанной с системами управления или регулирования температуры с помощью электрических средств, и может быть использовано для систем автоматического регулирования (CAP) по фасадам зданий с центральным водяным отоплением с применением теплообменников для решения задач энергосбережения. Заявленная система содержит контроллер, i-ю систему отопления здания, датчик температуры наружного воздуха, датчик температуры внутреннего воздуха, теплообменник, циркуляционный насос с электроприводом, регулирующий клапан с исполнительным механизмом. Технический результат: повышение функциональных возможностей системы автоматического регулирования. 2 ил.

Система автоматического регулирования (CAP) отопления по фасадам здания с применением теплообменников, содержащая контроллер, N раздельных систем отопления по фасадам здания, причем каждая из них - с погружным датчиком температуры теплоносителя и датчиком температуры внутреннего воздуха, расположенным в помещении каждого фасада, подключенными к входам контроллера, датчик температуры наружного воздуха, расположенный на северном фасаде здания и также подключенный к аналоговому входу контроллера, при этом в каждой системе отопления здания на трубопроводах установлен теплообменник, с одной стороны связанный с наружными тепловыми сетями через регулирующий клапан, а с другой стороны связанный с ветвями системы отопления этого фасада здания через циркуляционный насос и погружной датчик температуры теплоносителя на подающей ветви за теплообменником, причем исполнительный механизм регулирующего клапана и электропривод циркуляционного насоса подключены соответственно к выходам контроллера, кроме того, имеется обратный клапан, отличающаяся тем, что в CAP для всех N систем отопления здания установлен один подпиточный трубопровод со счетчиком теплоносителя или без него, электромагнитным клапаном с датчиком давления, обратным клапаном и расширительным баком с предохранительным клапаном, причем с одной стороны подпиточный трубопровод связан с обратным трубопроводом наружных тепловых сетей, а с другой стороны часть подпиточного трубопровода между расширительным баком и обратным клапаном связана с обратными трубопроводами каждой системы отопления здания дополнительными трубопроводами через запорный кран без исполнительного механизма или через запорный кран с исполнительным механизмом, подключенным к выходу контроллера, и дополнительный счетчик теплоносителя, при этом датчик давления установлен на обратной ветви одной из систем отопления по фасадам здания, причем счетчик теплоносителя, контроллер и дополнительные счетчики теплоносителя подключены к управляющей вычислительной машине диспетчерского пульта управления через адаптер связи и/или промежуточный контроллер.