3.Автоматизированные узлы управления тепловодоснабжением зданий.
Автоматизация и диспетчеризация систем теплоснабжения зданий и автоматизированные системы управления технологическими процессами
Погодозависимое регулирование теплопотребления
Современные технические решения автоматизации теплопотребления
Корректировка температуры подаваемой в систему отопления воды по температуре возвращаемого теплоносителя
Снижение затрат на оплату тепловой энергии
Диспетчеризация теплоснабжения
Звуковая видео-иллюстрация работы системы автоматизации и диспетчеризации
1. Погодозависимое регулирование теплопотребления Для создания комфортных условий в морозы и снижения перегрева зданий в теплую погоду теплоноситель с источника теплоты подается в соответствии с отопительным графиком, предусматривающим обратную зависимость температуры в теплосети от температуры наружного воздуха, т.е. чем холоднее погода, тем горячее теплоноситель, и наоборот. Например, наиболее распространенный в нашей стране график 150/70 предусматривает, что при морозе -26°С в подающем трубопроводе теплосети температура воды должна быть 150°С, а в обратном трубопроводе – 70°С. Температурный график 150°С/70°С – приведен на рисунке 1
рисунок 1
Однако системы отопления проектируются на более низкие температуры теплоносителя: чем ниже температура отопительных приборов, тем эффективней они работают (снижается вероятность ожогов, меньше «выжигается» кислород и более равномерно распределяется тепло по помещению). Наиболее распространенными в нашей стране являются отопительные графики 95/70, 90/70, 80/70.
Кроме того, при наиболее распространенной в нашей стране двухтрубной системе теплоснабжения, источник теплоты не может снижать температуру в подающем трубопроводе ниже 65°С, т.к. согласно санитарным нормам на горячее водоснабжение должна подаваться вода температурой 60-65°С. Это ограничение неизбежно приводит к «перетопу» здания в период межсезонья. Следует помнить, что если даже температурный график теплосети соответствует расчетному графику системы отопления, то реальный график, при котором обеспечивается наиболее полная экономия тепла при сохранении комфортной температуры в помещениях, для каждого здания индивидуален и подбирается опытным путем при пусконаладочных работах, как правило, он ниже расчетного.
Исходя из вышеперечисленных причин необходима автоматизация ИТП, а именно установка в каждом индивидуальном тепловом пункте системы автоматического погодо-зависимого управления, обеспечивающей поддержание температуры воды, подаваемой в систему отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха (погодный компенсатор).
2. Автоматизация итп: современные технические решения
Автоматика ИТП дает возможность поддерживать требуемые параметры теплоснабжения, снизить потребление тепловой энергии за счет погодной компенсации, производить диагностику работы оборудования и системы в целом, при обнаружении нештатной ситуации выдать сигнал аварии и принять меры по снижению ущерба от данной нештатной ситуации. Автоматизация ИТП проектируется с учетом сложности объекта, пожеланий Заказчика. Выбор оборудования и схемных решений зависит также от того, требуется ли диспетчеризация теплоснабжения (или диспетчеризация ИТП). Система управления может строиться как на жеско-запрогаммированных микропроцессорных терморегуляторах (ECL – “Danfoss”, ТРМ – «Овен», ВТР – «Вогез» и пр.), так и на базе свободно-программируемых контроллеров. Проведение пуско-наладочных работ последних требует высокой квалификации наладчиков. Тем не менее, в последние годы наиболее часто наши проекты выполняются на базе именно свободно-программируемых контроллеров. Их использование обусловлено следующими причинами: a) Возможностью применения нестандартных алгоритмов, учитывающих технические особенности конкретного объекта и изменяющиеся требования теплоснабжающей организации. b) Возможностью минимизации последствий внештатной ситуации. c) Снижением аппаратной избыточности: снимаемая с любого датчика информация может быть использована для различных целей; например, с одного датчика давления может быть получена информация и сформированы команды по следующим ситуациям: аварийно-высокое давление, подпитка вторичного контура теплообменника, угроза завоздушивания системы, сухой ход насоса, текущее значение давления для диспетчеризации. d) Возможностью использования информации с некоторых типов вычислителей (тепла, газа, электроэнергии); например, можно не дублировать датчики узла учета тепловой энергии, а получать данные с этих датчиков через СПсеть. e) Возможностью применения периферийных устройств с любыми стандартными и даже нестандартными характеристиками, легкая замена приборов (датчиков, приводов и пр.) с одними характеристиками на приборы с другими характеристиками, что может быть важным для оперативной замены вышедших из строя элементов или при модернизации. f) Легкостью изменения алгоритма управления (без перемонтажа или с незначительными переделками схемы). g) Одно устройство (контроллер) управляет всем оборудованием теплового пункта, что значительно упрощает электрическую принципиальную схему шкафа управления, это особенно важно, если автоматизация и диспетчеризация решаются на достаточно высоком уровне. Исключается применение дополнительных элементов автоматики, таких как промежуточные реле, таймеры, компараторы и пр. Таким образом, электрическая схема шкафа управления упрощается, что снижает затраты, это тем более важно, если проектируется сложная автоматика, например, автоматика ИТП высотных зданий. h) Контроллер производит подробную диагностику практически всего оборудования и режимов работы. i) Многовариантностью доведения диагностических сообщений до обслуживающего персонала (сигнальными лампами, подробная информация на пульте контроллера, местная диспетчеризация теплоснабжения через локальную сеть Ethernet, удаленная диспетчеризация теплоснабжения и других процессов через Internet, посылка SMS сообщений ответственному лицу). j) Многовариантностью доведения диагностических сообщений до обслуживающего персонала (сигнальными лампами, подробная информация на пульте контроллера, местная диспетчеризация через локальную сеть Ethernet, удаленная диспетчеризация через Internet, посылка SMS сообщений ответственному лицу). k) Невысокой ценой на качественные отечественные свободно-программируемые контроллеры КОНТАР, выпускаемые ОАО «Московский завод тепловой автоматики», которая стала сопоставима с ценой на жестко-запрограммированные контроллеры (погодные компенсаторы).