8.8 Реализация аппаратной части

Состав аппаратной части проектируемой системы был определен ранее на диаграмме топологии. На приведенной схеме (рис. 8.3) отображена функциональная схема тепловой станции. Теперь, исходя из требований, предъявляемых к процессу определим устройства, составляющие систему управления процессом теплоснабжения зданий.

Приборы учета расходов холодной и горячей воды

В теплосчетчиках необходимо измерять расход и температуру горячей воды. Для измерения расхода воды наибольшее применение получили: тахометрические, электромагнитные и ультразвуковые расходомеры.

Наибольшее применение для измерения расходов холодной и горячей воды получили счетчики с вращением крыльчатки или турбинки. На рис. 8.11, а показана принципиальная схема крыльчатого водомера, а на рис.8.11, б— его внешний вид.

а - принципиальная схема; б - внешний вид; 1 – корпус; 2 – крыльчатка; 3 – магнитная муфта;

4- счетный механизм; 5 – стрелочные индикаторы; 6 – цифровые индикаторы; 7 – патрубки с резьбой для присоединения к трубопроводам.

Рис. 8.11 Крыльчатый счетчик расхода воды

Крыльчатые водомеры устанавливают на горизонтальных участках трубопроводов с прямыми участками размеров 5d_y до прибора и 1 d_y после прибора. Диаметры условных проходов d_y крыльчатых водомеров, выпускаемых фирмой «Мытищинская теплосеть», d_y = 15, 20, 25, 32 и 40 мм. Такая конструкция водомеров как одна из лучших отечественных моделей нашла широкое применение в качестве квартирных счетчиков расходов водопроводной и горячей воды.

Проходящий по корпусу / расход воды G_w вызывает вращение крыльчатки 2. Крутящий момент крыльчатки 2 зависит от расхо­да воды через корпус 1 и передается посредством магнитной муфты 3 на счетный механизм 4, снабженный стрелочными индикаторами 5 и цифровым показателем расхода 6. Трубопроводы присоединяются на муфтах к патрубкам с резьбой 7.

Положительными достоинствами тахометрических счетчиков воды являются простота конструкции и сравнительно малая сто­имость. В условиях эксплуатации они показывают достаточную точность измерений при обеспечении необходимой чистоты из­меряемых потоков жидкости.

На рис. 8.12. представлена принципиальная схема электромагнитного расходомера.

Принцип измерения расхода жидкости в электромагнитных счетчиках заключается в следующем: трубопровод 1 с движущейся в нем токопроводящей жидкостью (например, водой) помещается в магнитное поле, создаваемое постоянными или переменными магнитами 2. Перемещаемая по трубопроводу 1 жидкость играет роль проводника, перемещающегося в магнитном поле, создавае­мом магнитом 2. В жидкости как в проводнике возбуждается элек­трический ток, величина которого пропорциональна средней ско­рости потока, а следовательно, и расходу измеряемой жидкости. Возбуждаемый в потоке жидкости электрический ток воспринима­ется электродами 3 и по соединительным проводам 4 передается на регистрирующее устройство 5.

Рис.8.12 Принципиальная схема электромагнитного метода измерения расходов воды

Ультразвуковые расходомеры используют принцип измерения скорости распространения звуковых колебаний в движущемся потоке в зависимости от скорости потока жидкости.

В корпусе по обе стороны участка сужения потока имеются отверстия, в которые вставлены датчики Зи ультразвуковых колебаний. Датчик направляет звуковые волны по потоку, а датчик направляет звуковые волны против движения потока жидкости. Изменение энергии ультразвуковых волн от датчиков и зависит от расхода жидкости по суженному участку корпуса и передается на регистрирующее устройство.

Ультразвуковые расходомеры нашли широкое применение для измерений расходов воды без нарушения герметичности трубопроводов — контактный метод снятия замеров на поверхности трубо­проводов с толщиной стенки до 25 мм и диаметрами от 10 до 300 мм. На рис. 8.13 представлены габариты переносного ультра­звукового контактного измерителя расходов типа ISTT-P.

1 – кейс с приборами; 2 – измеряющие контакты;

3 - рейка с направляющими для перемещения контактов

Рис. 8.13 Переносной ультразвуковой расходомер типа “Polisonics ISTT-P”

Термопары сопротивления используют в комплекте приборов теплосчетчика для измерения температур поступающей 7 и возвратной Т_т2 воды сети теплоснабжения. Принцип измерения тем­пературы среды, в которую помещен чувствительный элемент термометра сопротивления, основан на способности различных материалов изменять свое электрическое сопротивление с изме­нением температуры. На рис. 8.14. показана конструктивная схема термометра сопротивления.

Рис.8.14 Конструктивная схема термометра сопротивления

В качестве чувствительного элемента 1 служит намотанная на керамический стержень тонкая платиновая или медная проволока. Особо точные термометры делают с использованием платиновой проволоки, но эти приборы дороги. Наибольшее распространение получили термометры сопротивления с использованием медной проволоки, хотя она обладает сравнительно небольшим удельным омическим сопротивлением - 0,17 • 10-⁷ Ом/м. Величина омического сопротивления влияет на габариты термометров сопротивления. Чем меньше удельное омическое сопротивление проволоки в чувствительном элементе 1, тем большая требуется длина проволоки его и соответственно большие габариты прибора.

Чувствительный элемент 1 помещен в пористый керамический цилиндр 2, заполненный керамическим порошком 3, заключенный в наружную защитную трубку-чехол 4 из нержавеющей стали.

К верхним концам спирали чувствительного элемента 1 припаяны выводы 5, которые заключены в трубку 6 из нержавеющей стали. Трубка б и выводы 5 входят в головку 7 прибора, где выводы 5 заканчиваются клеммами 8, к которым присоединяется соединительный кабель 9 от фиксирующего измерения темпера­туры прибора.

Термометр сопротивления закрепляется на резьбовой втулке 10 в патрубке с внутренней резьбой, приваренном к поверхности трубы, в которой замеряется температура жидкости. В потоке измеряемой жидкости располагается защитная трубка 4 с заключенным в ней чувствительным измеряющим элементом 1. После гер­метизации установки термометра в патрубке на трубе у головки 7 открывается крышка и производится крепление к клеммам 8 соединительного провода 9 к фиксирующему изменения температуры жидкости прибору.

В системах ИТП для регулирования, управления работой оборудования целесообразно использовать устройства РУНТ (ТУ 4218-093-00225549-99) (рис.8.15.), которые разработал Московский завод тепловой автоматики (МЗТА).

Устройство осуществляет регулирование температур в системах отопления и горячего водоснабжения, управление основным и резервным насосами отопления, горячего водоснабжения, подпитки.

Конструктивно в одном корпусе устройства объединены один или два прибора типа МИНИТЕРМ 300 или МИНИТЕРМ 400, модуль для управления насосами подпитки, один или два усилителя мощности типа У330.Р2, ряд реле, переключатели, автоматические выключатели и др.

Функции устройства определяются установленными в них модификациями приборов МИНИТЕРМ и наличием (отсутствием) встроенного модуля для управления насосами подпитки

Рис.8.15 Устройство РУНТ 312

Таблица 8.1 Технические параметры РУНТ 312

Входы	от термометров сопротивления 50М (до четырех), которые подключаются непосредственно к устройству
Дискретные входы	от контактных датчиков перепада давления на насосах, от контактных датчиков уровня или давления в системе подпитки
Выходы для управления исполнительными механизмами	изменение состояния бесконтактных ключей коммутируемое напряжение до 250 В, ток — от 0,03 до 0,4 А
Выходы для управления насосами	изменение состояния контактов двух электромагнитных реле (РП 21)
Питание	Перем. (220 +22/-33) В частотой (50±1), (60±2) Гц.
Мощность, потребляемая от сети не более	25 ВА.
Габаритные размеры	(высота х ширина х глубина) 286х282х205 мм
Масса не более, кг	9
Монтаж	навесной в пыле- брызгозащищенном металлическом корпусе (IР54).
Подключение	два двадцатиклеммника с зажимами под винт на боковой стенке.

Основные выполняемые функции РУНТ 312:

1. регулирование температуры прямой воды на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха по отопительному графику

2. ограничение температуры обратной воды (на превышение) по заданному графику в зависимости от температуры наружного воздуха

3. регулирование температуры в системе горячего водоснабжения

4. автоматическое включение насосов в системах отопления и ГВС, переключение на резервный насос в случае выхода из строя основного с необходимыми задержками и блокировками

5. ручное управление каждым насосом в отдельности

6. возможность автоматического выключения отопления в зависимости от температуры наружного воздуха

7. сигнализация о нормальной работе системы (датчики, насосы и т.д.)

8. диагностика отказов устройства

9. автоматическое включение насоса подпитки, переключение на резервный насос в случае выхода из строя основного насоса с необходимыми задержками и блокировками

Автоматический регулятор РУНТ 312 имеет сорок клеммных присоединений электрических проводов диаметром от 0,35 мм до 1,5 мм от различных датчиков и к различным электрическим приводам на регулирующих клапанах изменения расхода горячей воды.

Регулятор МИНИТЕРМ 450

ТУ 4218-095-00225549-99. Код ОКП 42 1841. Выпуск с 2000 г.

Микропроцессорные регуляторы МИНИТЕРМ 450 (рис.5.4.) предназначены для регулирования, в том числе программного, различных технологических параметров, например, температуры, давления, разрежения, расхода, уровня жидкости и т.п.

Применяются для автоматизации печей и сушильных камер, котлоагрегатов, систем теплоснабжения, водоподогревателей и установок приточной вентиляции, климатических камер и кондиционеров, термостатов и стерилизаторов, а также многих других процессов и установок.

Рис.8.16 Микропроцессорные регуляторы МИНИТЕРМ 450

Содержат два цифро-символьных дисплея.

Имеются модификации со встроенным энергонезависимым таймером-календарем.

Программный задатчик - до 24-х участков.

Питание - от сети 220 В переменного тока, потребляемая мощность-4,5 ВА.

Могут непосредственно управлять однофазными электрическими исполнительными механизмами, а также электронагревателями через внешний оптосимистор.

Имеют шесть входов для дискретных сигналов. 

Назначение: дистанционное управление программным задатчиком и основными выходами.

Подключение внешних цепей:

• измерительные цепи: распаиваемый штепсельный разъем (двадцать пять клемм);

• силовые цепи: разъемный соединитель с зажимами "под винт" (четырнадцать клемм).