Автоматизированный тепловой пункт Советский патент 1988 года по МПК F24D19/10 

:СО С

Изобретение относится к централизованному теплоснабжению и может быть использовано в автоматизированных тепловых пунктах с зависимой схемой присоединения системы отопления к магистральной тепловой сети и системой горячего водоснабжения (СГВС).

Целью изобретения является повышение эффективности работы автомати- |Q зированного теплового пункта путем одновременного снижения расхода теплоносителя в магистральной тепловой сети и температуры теплоносителя на выходе из теплового пункта, 15

На чертеже изображена прннципи- , альная тепловая схема предлага емого теплового .

Автоматизированный тепловой пункт содержит подающий трубопровод 1 сие- 20 темы отопления с регулятором 2, соединенный с обратным трубопроводом 3 той же системы перемычкой Aj снабженной

насосом 5 смешения и регулятором 6s 1шеющим датчик 7 температуры нарз ж- ного воздуха и датчик 8 температуры обратной воды системы отопле ния. Тепловой пункт содержит также подогреватель СГВС с первой и второй ступенями 9 и 10 нагрева соответственно при- 30 чем последняя имеет входной трубопровод 11 теплоносителя, присоединенный к входному трубопроводу 12 теплового пункта, и выходной трубопровод 13 теплоносителя, подключенный к перемычке 35

4перед всасывающим патрубком насоса

5смешения

Между подающим 1 и обратньм 3 трубопроводами системы отопления включена отопительная нагрузка 14. Обрат- 40 ный трубопровод 3 системы отопления присоединен к выходному трубопроводу

15теплового пункта. Входной и выходной трубопроводы 12 и 15 теплового пзгакта присоединены к прямому и об- 45 ратному магистральным трубопроводам

16и 17 тепловой сети,

На входном трубопроводе 11 тепло- носителл установлен регулятор 18 с атчиком 19 температуры горячей воды , 50 поступающей на водоснабжение

Регулятор 2 на подающем трубопроводе 1 системы отопления подключен к атчику 20 температуры наружного воз- уха и датчику 21 температуры прямой оды, гздущей на отоплеш е,

Трубопровод 22 воды СГВС одключвн к первой сч гаеки 9 соответствующего подогревателя, которая связана по подогреваемой воде с второй ступенью 10 подогревателя трубопроводом 23, К второй ступени 10 подогре вателя присоединен выходной трубопровод 24 СГВС.

Выходной трубопровод 13 теплоносителя ступени 10 имеет ответвление 25, присоединенное к подающему трубопроводу 1 системы отопления за регулятором 2,

Первая ступень 9 подогревателя СГВС присоединена к обратному трубопроводу 3 системы отопления линиями 26 и 27.

На трубопроводе 13, его ответвлении 25, на линиях 26 и 27, а так же ,на участке обратного трубопровода 3 ме5кду точками подключения к нему линий 26 и 27 установлены запорные задвижки 28, 29, 30, 31 и 32 соответственно.

Автоматизированный тепловой пункт работает следующим образом.

Теплоноситель - горячая вода - поступает из магистрального трубопровода 16 в подающий трубопровод сис- темь отопления и входной трубопровод 11 СГВС,

Программу отпуска теплоты на отопление реализуют на основе графиков температур прямой и обратной воды, устанавливающих соответствие между температурой прямой воды и темпера- тзгрой наружного воздуха, а также между температурой обратной воды и температурой наружного воздуха. Эти графики создают в виде задания соответственно регуляторам 2 и 6 с помо1чью соответствующих задатчиков. График центрального регулирования отпуска теплоты на источнике теплоснабжения устанавливают, например, таким чтобы температура теплоносителя.была выше температуры подающей воды, требуемой на отопление в соответствии с ото- пите.пьным графиком. Нужную температуру в подающем трубопроводе 1 системы отопления достигают путем подмешивания к потоку теплоносителя, имеюще- го температуру, примерно равную температуре в трубопроводе 16, по перемычке 4 насосом 5 теплоносителя с более низкой температурой. С помощью датчиков 20 и 21 измеряют фактическую температуру наружного воздуха и прямой воды и сравнивают фактическую температуру прямой воды с требуемой в соответствии с заданием регулятору 2

При превьшении фактической температурой воды требуемой при данной температуре наружного воздуха регулятор 2 уменьшает подачу горячей воды до тех пор, пока требуемая и фактическая температуры прямой воды не совпадут. Если фактическая температура прямой воды ниже требуемой, регулятор 2 увеличивает подачу горячей воды.

Температуру обратной воды измеряют датчиком 8, температуру наружного воздуха - датчиком 7, а в регуляторе 6 сравнивают фактическую температуру обратной воды с требуемой.При превьштении фактической температурой обратной воды требуемой при данной температуре наружного воздуха регулятор 6 уменьшает подачу воды по перемычке 4. Если фактическая температура обратной воды ьшже требуемой, подача воды по перемычке 4 увеличива- .ется.

Между действием регуляторов 2 и 6 существует определенная временная последовательность .

Предположим, что при работе системы отопления в установившемся режиме температура наружного воздуха понизилась. Датчики 21 и 8 температуры воды в подающем и обратном трубопроводах 1 и 3 передают сигналы в регуляторы 2 и 6, ив них образуется рассогласование между установленной и фактической величинами соответствующих температур. Регуляторы 2 и 6 подбирают такими, чтобы они работали в импульсном режиме. Длительность импульса сигнала регулятора 2 выбирают например, 2 с, а период между передачей сигналов - 10 с. Регулятор 2 отрабатывают до тех пор, пока не восстановится соответствие между температурой воды в подающем трубопроводе 1 и требуемой согласно задатчику. Пусть время переходного процесса составляет 3 мин, а время прохождения порции жидкости через отопительную систему от датчика 21 до датчика 8 - 15 мин. Для того, чтобы учесть транспортное запаздывание и в то же время обеспечить устойчивость работы регуляторов 2 и 6, для регулятора 6 устанавливают длительность импульсов сигнала, например 0,5 с, а период между

.

,.

133664

передачей импульсов 3,5 мин. Длительность импульса сигнала зависит от характеристики выбранного регулирующе- г го органа и устанавливается при наладке. Пусть через 3,5 мин после получения возмущения регулятором 2 фактическая температура в обратном трубопроводе 3 оказалась ниже требуемой

10 по графику Регулятор увеличивает

производительность насоса 5 путем изменения дросселирования потока. Увеличение расхода подмешивающей воды производят при неизменном положении

5 регулятора, что приводит к уменьшению теьтературы прямой воды. Затем регулятор восстанавливает температуру прямой воды. Далее цикл повторяется до тех пор, пока температуры прямой

20 и обратной воды не будут соответствовать заданным для данной темпера- :туры наружного воздуха.Таким образом, для новой темпера- 25 туры наружного воздуха в соответствии с отопительным графиком изменились температуры прямой и обратной воды и одновременно расход воды в отопительном контуре. Подача теплоты 30 в здания оказывается приведенной к фактически потребляемому количеству.

Обратная вода из системы отопления, смешанная или не смешанная с теплоносителем, поступившим из вто- рой ступени 10 подогревателя СГВС

(в зависимости от условий работы сн- стемы в данный момент времени), поступает в холодную ступень 9 того же подогревателя, где нагревает холод- .J, ную воду, поступающую из трубопровода 22. Далее водопроводная вода из ступени 9 по трубопроводу 23 поступает во вторую ступень 10 подогревателя СГВС, где догревается до треде буемой температуры, и далее направляется потребителю. Теплоноситель постзшает во вторую ступень 10 из трубопровода 11 через регулятор 18 с датчиком 19 температуры. Эта система регулирования поддерживает температуру воды, поступающей в СГВС,на заданном уровне. Если температура этой воды понижается, регулятор 18 увеличивает поступление теплоносителя в ступень 10 и, наоборот,умень- шает при увеличении требуемой температуры. Теплоноситель, из второй ступени 10 Подогревателя СГВС направляется далее в трубопровод 13

50

51

и через задвижку 28 в перемычку 4 перед насосом 5. При этом задвижка 29 закрыта. Далее направление потока теплоносителя из СГВС может быть различным и зависит от условий работы в системе теплоснабжения в данный момент времени. Предположим, что в это момент клапан регулятора б находится в открытом положений или близком к открытому расход водь: потребителями равен максимальному или близок к нему, В этом случае возможно два варианта. Если производительность насоса 5 меньше, чем расход теплоносителя в СГВС, весь поток, нагнетаемый насосом 5, формируется за счет теплоносителя, удаляемого из СГВС, и его .температура, равна температуре этого теплоносителя, В переходный период эта температура, как правило, су- а еСтвенно выше температуры обратной воды системы отопления. Это означает, что для поддержания требуемой температуры в подающем трубопроводе 1 систейы отопления регулятор 2 увеличит подачу воды по отношению к его положению при подмешивании -обратной воды насосом 5 из системы отопления. Избыток теплоносителя из СГВС сбра- сывается в трубопровод 3, Если производительность насоса 5 больше,чем количество теплоносителя, поступающего из СГВС, к нему подмешивается обратная вода из системы отопления,Однако и в этом случае температура потока выше, чем температура обратной воды из систе {ы отопления Если производительность насоса 5 равна или близка к количеству теплоносителя, поступающего из СГВС, система работает так же, как и при последовательной схеме присоединения ступени 10 подогревателя СГВС или близко к этому.

Предположим, что температура наружного воздуха достигла значения,при котором отопление должно прекратиться, В этом случае регулятор 2 закрыт регулятор б также закрыт. Полезно закрытие клапана регулятора б сблокировать с выключением насоса 5, Теплоноситель из СГВС полностью поступает в трубопровод 3, как и при смешанной схеме. Таким образом, система работает как нечто среднее между последовательной и смешанной схемами. Б часы максимального водозя ора, когда

33666

температура теплоносителя после СГВС повьш1ается, клапан регулятора 2 при- крьшается или даже закрывается вооб- ще„ Следовательно, расход теплоносителя будет ниже, чем при смешанной схеме присоединения подогревателя СГВС.

В связи с тем, что температура теп0 лоносителя перед первой ступенью 9 подогревателя СГВС ниже в предлагаемом тепловом пункте вследствие того, что теплоноситель из СГВС направляется полностью или частично в систему

5 отопления, температура воды, уходящей из теплового пункта, будет ниже, чем при смешанной схеме. Если насос 5 смещения работает только в переходный период, то в холодное время

0 года задвижку 28 закрывают, а задвижку 29 открывают, переводя -тепловой пункт на работу по чисто последовательной схеме.

Изобретение позволяет сократить

5 расход теплоносителя в тепловой сети приблизительно на 15% и снизить температуру обратной воды из теплового пункта в среднем на 5°С, а также обеспечивает устойчивую работу тепловых

0 сетей, проектируемых на отопительную нагрузку.

Формула изобретения

Автоматизированный тепловой пункт с зависимой схемой присоединения системы отопления к магистральной тепловой сети и системой горячего водоснабжения, содержащий подающий тру0 бопровод системы отопления с регулятором, соединенный с обратным трубопроводом той же системы перемычкой, снабженной насосом смешения и регулятором, имеющим датчик темцературы

5 наруткного воздуха, двухступенчатый подогреватель системы горячего водоснабжения с входным и выходным трубопроводами теплоносителя второй ступени, отличающийся тем,

Q что, с це;гью повьшгения эффективности работы путем одновременного снижения расхода теплоносителя в магистральной тепловой сети и температуры теплоносителя на выходе из теплового пункта, подогреватель системы горячего водост1абже}тя подключен выходным трубопро.родом к перемнчке перед вса- сьтаающим па рубком насоса смешения.

Изобретение может быть использовано в тепловых пунктах с .зависимой схемой присоедияения системы отопления к магистральной тепловой сети и системой горячего водоснабжения. Цель изобретения - повышение эффективности работы пункта, Подакяций трубопровод (т) 1 системы отопления соединен с ее обратным Т 3 перемычкой 4 с насосом 5 смещения и регулятором (Р) 6. В Т 1 установлен Р 2, подключенный к датчику 20 т-ры наружного воздуха и датчику 21 т-ры прямой воды, а Р в подключен к датчику 7 наружного воздуха и датчику 8 т-ры обратной воды. Подогреватель cHcreMii горячего водоснабжения выполяея Двухступенчатым, при этом входной Т И второй ступени 10 сообщен с входным Т 12 теплового пункта, а выходной Т 13 подключен к перемычке 4 перед насосом 5. Система работает как нечто среднее между последовательной и смешанной схемами. В часы максимального водоразбора и повышения т-ры теплоносителя клапан Р 2 прикрываетсл, снижая расход теплоносителя. 1 ил. (Л с