Сооружение с автоматизированной системой управления контроля потока и температурного режима технической воды Российский патент 2023 года по МПК F02G1/04 F25B1/00 F41H11/00 

Изобретение относится к области эксплуатации систем жизнеобеспечения с использованием специализированных устройств вычислительной техники. Его применение в конструктивном исполнении сооружения позволяет контролировать поток и температурный режим технической воды, осуществлять регистрацию данных о состоянии магистралей и технической воды.

Под «автоматизированной системой управления контроля потока и температурного режима технической воды в сооружении» понимается аппаратно-программное техническое устройство, имеющее внутреннюю структуру, созданное для автоматизации управления и реализации возможностей ремонта инженерных сетей в сооружении, в частности охлаждения и нагрева оборудования.

В результате проведенного патентного поиска были обнаружены решения, применяемые для решения подобного рода задач, которые можно рассматривать в качестве аналогов.

Известно «Специальное фортификационное сооружение» (RU 2620698 С1, 29.05.2017) - [1]. Объект, согласно формуле изобретения, содержит холодильную машину, связанную с контуром теплоносителя с насосом, емкость с дизельным топливом и линией подачи дизельного топлива в качестве горючего в автономную электростанцию, емкость со сжатым воздухом и линию подачи воздуха в качестве окислителя в автономную электростанцию, резервуар для хранения технической воды, из которого техническая вода подается по магистралям, проходящим через газодизель, холодильную машину и теплообменник-испаритель сжиженного природного газа, обеспечивающим подачу технической воды из резервуара технической воды для охлаждения газодизеля и холодильной машины, а также нагрева сжиженного природного газа в теплообменнике-испарителе, с последующим возвращением технической воды в резервуар с технической водой.

Недостатком указанной системы является отсутствие в ней технической возможности автоматизированного детального контроля и отслеживания состояния технической воды на каждом этапе работы в условиях штатной эксплуатации и при аварийных случаях, что снижает живучесть сооружения в целом, а также время обнаружения аварий и их устранения.

Известна «Автономная энергохолодильная система специального фортификационного сооружения, предназначенная для работы в режиме полной изоляции» (RU 2745704 С1, 30.03.2021) - [2], которая снабжена хранилищем технической воды, выполненным в виде теплоизолированного железобетонного резервуара, разделенного теплоизолирующей перегородкой на две емкости, одна из которых, емкость для хранения чистой холодной технической воды, другая, емкость для сбора нагретой грязной технической воды, линией подачи воды с циркуляционным насосом из емкости для хранения чистой холодной технической в холодильную машину и двигатель автономной электростанции, разделяющейся после циркуляционного насоса на два трубопровода, один из которых, трубопровод, идущий на охлаждение холодильной машины, другой, трубопровод, идущий на охлаждение двигателя автономной электростанции.

Недостатком указанной системы является то, что при ее использовании невозможна оперативная ликвидация дефектов, возникающих в трубопроводах, предназначенных для осуществления движения воды внутри сооружения.

Известна «Энергохолодильная система для режима полной изоляции специального фортификационного сооружения» (RU 2766659 С2, 30.03.2021) - [3], которая содержит автономную электростанцию, включающую в себя двигатель и электрогенератор, холодильную машину, емкость с горючим, емкость с окислителем, хранилище холодной технической воды, хранилище нагретой технической воды. Система снабжена смесевой емкостью для хранения утепленной воды, емкостью для хранения сухого нейтрализующего вещества, соединенной с емкостью-дозатором для приготовления водного нейтрализующего раствора, контактным теплообменником для очистки отработанных газов двигателя, линией слива химически грязного водного нейтрализующего раствора с циркуляционным насосом из контактного теплообменника в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора, в качестве которого используется хранилище нагретой технической воды, а также линией подачи очищенных отработанных газов из контактного теплообменника в линию подачи окислителя в двигатель автономной электростанции.

Недостатком указанной системы является отсутствие возможности и средств для отслеживания правильности работы оборудования, в частности линий подачи различного вида, что в случае аварии увеличит срок реагирования, обнаружения и устранения неисправности.

Предложенное авторами изобретение позволяет устранить выявленные недостатки известного технического решения.

Технический результат заключается в обеспечении функциональной возможности регулирования потока и температуры технической воды, а также обеспечении функциональной возможности вывода получаемой информации о показателях потока и температуры технической воды персоналу сооружения.

Указанный технический результат достигается следующим образом. Общими признаками прототипа и заявляемого решения является то, что сооружение расположено под землей и предназначено для работы без связи с атмосферным воздухом, содержит автономную электростанцию (газодизель), холодильную машину, систему кондиционирования воздуха сооружения, связанную с холодильной машиной контуром теплоносителя с насосом, емкость с дизельным топливом и линией подачи дизельного топлива в качестве горючего в автономную электростанцию (газодизель), емкость со сжатым воздухом и линию подачи воздуха в качестве окислителя в автономную электростанцию (газодизель), резервуар для хранения технической воды, из которого техническая вода подается по магистралям для охлаждения автономной электростанции (газодизель) и холодильной машины; сооружение снабжено помещением из железобетона с теплоизолирующим слоем, в котором расположены емкость со сжиженным природным газом и теплообменник-испаритель для газификации сжиженного природного газа, через который проходит линия подачи природного газа в автономную электростанцию, причем автономная электростанция выполнена в виде газодизель и работает в двухтопливном газодизельном режиме с использованием в качестве горючего смеси дизельного топлива и природного газа, при этом резервуар для хранения технической воды расположен в нижней части сооружения, а через газодизель, холодильную машину и теплообменник-испаритель сжиженного природного газа проходят собственные магистрали с насосами, обеспечивающими подачу технической воды из резервуара технической воды для охлаждения газодизеля и холодильной машины, а также нагрева сжиженного природного газа в теплообменнике-испарителе, с последующим возвращением технической воды в резервуар с технической водой.

Отличительными признаками заявляемого решения являются:

1. сооружение дополнительно оснащено автоматизированной системой управления контроля потока и температурного режима технической воды, которая в свою очередь поделена на 6 участков,

2. первым участком является вход магистрали с насосом в холодильную машину,

3. вторым участком является выход магистрали из холодильной машины,

4. третьим участком является вход магистрали с насосом в газодизель,

5. четвертым участком является выход магистрали из газодизеля,

6. пятым участком является вход магистрали с насосом в теплообменник испаритель,

7. шестым участком является выход магистрали из теплообменника испарителя,

8. оборудование автоматизированной системы управления коммутируется в таком виде, что на первом участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 1 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с первым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 1 участке, первый выход которого соединяется с первым входом аппарата сбора отчетов,

9. на втором участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 2 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется со вторым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 2 участке, первый выход которого соединяется со вторым входом аппарата сбора отчетов,

10. на третьем участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 3 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с третьим входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 3 участке, первый выход которого соединяется с третьим входом аппарата сбора отчетов,

11. на четвертом участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 4 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с четвертым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 4 участке, первый выход которого соединяется с четвертым входом аппарата сбора отчетов,

12. на пятом участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 5 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с пятым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 5 участке первый выход которого соединяется с пятым входом аппарата сбора отчетов,

13. на шестом участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 6 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с шестым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 6 участке, первый выход которого соединяется с шестым входом аппарата сбора отчетов,

14. в аппаратно-программном комплексе первый выход соединяется с первым входом дисплея технического персонала, первый выход которого соединяется с седьмым входом аппаратно-программного комплекса,

15. второй выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 1 участке, третий выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 2 участке, четвертый выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 3 участке, пятый выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 4 участке, шестой выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 5 участке, седьмой выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 6 участке,

16. первый выход аппарата сбора отчетов соединяется с первым входом технического средства руководства сооружения.

Совместное применение в заявляемом решении указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что повышается живучесть и срок эксплуатации сооружения.

Предложенное изобретение пояснено графическими материалами.

На фиг.1 представлена схема сооружения с автоматизированной системой управления контроля потока и температурного режима технической воды.

На представленной фигуре используются следующие обозначения арабскими цифрами:

1 - сооружение;

2 - автономная электростанция (газодизель);

3 - холодильная машина;

4 - система кондиционирования воздуха;

5 - контур теплоносителя;

6 - насос;

7 - емкость с дизельным топливом;

8 - емкость со сжатым воздухом;

9 - резервуар технической воды;

10 - помещение из железобетона;

11 - теплоизолирующий слой;

12 - емкость со сжиженным природным газом;

13 - теплообменник-испаритель;

14 - линия подачи природного газа;

15 - магистраль;

16 - насос;

17 - магистраль;

18 - насос;

19 - магистраль;

20 - насос;

21 - линия подачи дизельного топлива;

22 - линией подачи воздуха;

23 - датчик протечки воды;

24 - накладной преобразователь температуры;

25 - аппарат получения данных на 1 участке;

26 - аппарат генерации отчета на первом участке;

27 - датчик протечки воды;

28 - накладной преобразователь температуры;

29 - аппарат получения данных на 2 участке;

30 - аппарат генерации отчета на 2 участке;

31 - датчик протечки воды;

32 - накладной преобразователь температуры;

33 - аппарат получения данных на 3 участке;

34 - аппарат генерации отчета на 3 участке;

35 - датчик протечки воды;

36 - накладной преобразователь температуры;

37 - аппарат получения данных на 4 участке;

38 - аппарат генерации отчета на 4 участке;

39 - датчик протечки воды;

40 - накладной преобразователь температуры;

41 - аппарат получения данных на 5 участке;

42 - аппарат генерации отчета на 5 участке;

43 - датчик протечки воды;

44 - накладной преобразователь температуры;

45 - аппарат получения данных на 6 участке;

46 - аппарат генерации отчета на 6 участке;

47 - аппаратно-программный комплекс;

48 - дисплей технического персонала;

49 - аппарат сбора отчетов;

50 - техническое средство руководства сооружения.

Работа сооружения с функционированием автоматизированной системы управления контроля потока и температурного режима технической воды осуществляется следующим образом.

Сооружение условно делится на 6 участков. Первым участком является вход магистрали с насосом из резервуара технической воды в холодильную машину. Вторым участком выступает выход магистрали из холодильной машины, который ведет в резервуар технической воды. Третьим участком является вход магистрали с насосом из резервуара технической воды в газодизель. Четвертым участком выступает выход магистрали из газодизеля, который ведет в резервуар технической воды. Пятым участком является вход магистрали с насосом из резервуара технической воды в теплообменник-испаритель. Шестым участком выступает выход магистрали из теплообменника-испарителя, который ведет в резервуар технической воды. Каждая магистраль сооружения на каждом участке оборудована датчиками протечки воды, накладными преобразователями температуры, аппаратами получения данных и аппаратами генерации отчетов. Датчики протечки воды устанавливают наличие или отсутствие тещин, пробоин и иных дефектов в магистралях, осуществляющих движение потока технической воды, а также перекрытие магистрали в случае аварии. Накладные преобразователи температуры отслеживают температуру технической воды на каждом участке, так как одна часть оборудования нуждается в охлаждении с помощью технической воды, а другая - в нагреве, а именно автономная электростанция (газодизель) и холодильная машина должны охлаждаться, в то время как природный газ в теплообменнике-испарителе требует нагрева.

Датчики протечки воды и накладные преобразователи температуры отправляют измерения и факты аварий в режиме реального времени на аппараты получения данных.

Аппараты получения данных, аппарат генерации отчета, аппарат сбора отчетов, аппаратно-программный комплекс, техническое средство руководства сооружения являются одной или более ЭВМ, включающих в себя процессор и предустановленные программные средства для выполнения задач по назначению в структуре архитектуры системы и разделяющиеся по функциональному признаку.

Аппараты получения данных предназначены для сбора сведений о состоянии магистралей и температуры технической воды на каждом участке и пересылке данных на аппараты генерации отчетов на каждом участке и аппаратно-программный комплекс. Аппараты генерации отчетов обрабатывают полученные сведения от аппаратов получения данных и генерируют на их основе отчеты о состоянии труб и температуры технической воды с дальнейшим отправлением этих отчетов на аппарат сбора отчетов. Аппаратно-программный комплекс систематизирует данные, полученные от аппаратов получения данных, и выводит на дисплей технического персонала. Так инженеры имеют возможность отслеживать состояние магистралей и температуру технической воды на каждом участке в режиме реального времени и своевременно устранять неполадки. Аппарат сбора отчетов предназначен для систематизации отчетов, полученных от аппаратов генерации отчетов на каждом участке, с дальнешей отправкой этих сведений на техническое средство руководства сооружения, указывая техническое состояние магистралей, температуру технической воды, наличие или отсутствие аварий.

Изобретение относится к области эксплуатации систем жизнеобеспечения с использованием специализированных устройств вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении функциональной возможности регулирования потока и температуры технической воды, а также обеспечении функциональной возможности вывода получаемой информации о показателях потока и температуры технической воды персоналу сооружения. Сооружение с автоматизированной системой управления контроля потока и температурного режима технической воды, расположенное под землей и предназначенное для работы без связи с атмосферным воздухом. Технический результат достигается благодаря тому, что сооружение оснащено автоматизированной системой управления контроля потока и температурного режима технической воды, которая, в свою очередь, поделена на 6 участков, каждый из участков оборудован датчиками протечки воды, накладными преобразователями температуры, аппаратами получения данных и аппаратами генерации отчетов, причем первым участком является вход магистрали с насосом в холодильную машину, вторым участком является выход магистрали из холодильной машины, третьим участком является вход магистрали с насосом в газодизель, четвертым участком является выход магистрали из газодизеля, пятым участком является вход магистрали с насосом в теплообменник испаритель, шестым участком является выход магистрали из теплообменника испарителя. 1 ил.

Сооружение с автоматизированной системой управления контроля потока и температурного режима технической воды, расположенное под землей и предназначенное для работы без связи с атмосферным воздухом, содержащее автономную электростанцию (газодизель), холодильную машину, систему кондиционирования воздуха сооружения, связанную с холодильной машиной контуром теплоносителя с насосом, емкость с дизельным топливом и линией подачи дизельного топлива в качестве горючего в автономную электростанцию (газодизель), емкость со сжатым воздухом и линию подачи воздуха в качестве окислителя в автономную электростанцию (газодизель), резервуар для хранения технической воды, из которого техническая вода подается по магистралям для охлаждения автономной электростанции (газодизель) и холодильной машины, снабженное помещением из железобетона с теплоизолирующим слоем, в котором расположены емкость со сжиженным природным газом и теплообменник-испаритель для газификации сжиженного природного газа, через который проходит линия подачи природного газа в автономную электростанцию, причем автономная электростанция выполнена в виде газодизеля и работает в двухтопливном газодизельном режиме с использованием в качестве горючего смеси дизельного топлива и природного газа, при этом резервуар для хранения технической воды расположен в нижней части сооружения, а через газодизель, холодильную машину и теплообменник-испаритель сжиженного природного газа проходят собственные магистрали с насосами, обеспечивающими подачу технической воды из резервуара технической воды для охлаждения газодизеля и холодильной машины, а также нагрева сжиженного природного газа в теплообменнике-испарителе, с последующим возвращением технической воды в резервуар с технической водой, отличающееся тем, что сооружение дополнительно оснащено автоматизированной системой управления контроля потока и температурного режима технической воды, которая, в свою очередь, поделена на 6 участков, причем первым участком является вход магистрали с насосом в холодильную машину, вторым участком является выход магистрали из холодильной машины, третьим участком является вход магистрали с насосом в газодизель, четвертым участком является выход магистрали из газодизеля, пятым участком является вход магистрали с насосом в теплообменник испаритель, шестым участком является выход магистрали из теплообменника испарителя, а оборудование автоматизированной системы управления коммутируется в таком виде, что на первом участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 1 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с первым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 1 участке, первый выход которого соединяется с первым входом аппарата сбора отчетов; на втором участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 2 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется со вторым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 2 участке, первый выход которого соединяется со вторым входом аппарата сбора отчетов; на третьем участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 3 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с третьим входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 3 участке, первый выход которого соединяется с третьим входом аппарата сбора отчетов; на четвертом участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 4 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с четвертым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 4 участке, первый выход которого соединяется с четвертым входом аппарата сбора отчетов; на пятом участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 5 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с пятым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 5 участке, первый выход которого соединяется с пятым входом аппарата сбора отчетов; на шестом участке первый выход датчика протечки воды и первый выход накладного преобразователя температуры соединяется с первым и вторым входом соответственно аппарата получения данных на 6 участке, в котором первый выход соединяется с первым входом датчика протечки воды, второй выход соединяется с шестым входом аппаратно-программного комплекса, а третий выход соединяется с первым входом аппарата генерации отчета на 6 участке, первый выход которого соединяется с шестым входом аппарата сбора отчетов; в свою очередь, в аппаратно-программном комплексе первый выход соединяется с первым входом дисплея технического персонала, первый выход которого соединяется с седьмым входом аппаратно-программного комплекса, при этом второй выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 1 участке, третий выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 2 участке, четвертый выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 3 участке, пятый выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 4 участке, шестой выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 5 участке, седьмой выход аппаратно-программного комплекса соединяется с третьим входом аппарата получения данных на 6 участке; а первый выход аппарата сбора отчетов соединяется с первым входом технического средства руководства сооружения.