книги из ГПНТБ / Автоматизация регулирования подачи тепла для отопления жилых и общественных зданий (обзор)

Рис. 5. Принципиальные схемы автоматического регу­

ы

чают ряд положительных качеств данной системы: простота из­ готовления, монтажа, ремонта и обслуживания^ высокая надеж­ ность в работе; достаточная точность; отсутствие необходимости расхода энергии от посторонних источников; относительно невы­ сокая стоимость.

Согласно заданию^ разработаны регуляторы с двумя и тремя термобаллонами, позволяющими суммировать температуру и полу­ чать импульс от воздействия осредненной температуры разных точек. Учитывая, что в основном такие регуляторы предназна­ чены для использования в системах с пофасадным регулирова­ нием, представляется вполне возможным ограничить количество датчиков в каждой ветви двумя-тремя. Об этом же свидетель­ ствует практика пофасадного регулирования систем отопления в Челябинске.

В качестве регулирующих органов используются двухходовые (проходные) или трехходовые клапаны. Термосистемы регулято­ ров выполнены взаимозаменяемыми. Ручка настройки задатчика имеет указатель направления вращения на повышение и на по­ нижение температуры.

Терморегуляторы, разработанные НИИТехноприбором, имеют

Зона пропорциональности определяется как величина измене­ ния температуры, необходимая для перестановки регулируемого органа на величину полного хода.

Нечувствительность не более 1°С.

Длина дистанционной связи (капилляров) по стандартному ряду 6, 10, 16 м. Проработан вариант с длиной капилляров 25 и

40м.

Регуляторы устойчивы к воздействию температуры окружаю­

щего воздуха 5~50°С при влажности до 80%.

Расчетная стоимость регулятора применительно к изготовле­ нию на заводе составляет 120 руб.

22

Срок службы определен в 20 лет, гарантийный срок безре­ монтной эксплуатации - два года.

Проанализировав предложенные ранее системы, удалось уста­ новить, что регулятор прямого действия прост по конструкции, надежен в работе и обслуживать его может слесарь ЖЭК. Но регулятор не во всех случаях отвечает общим требованиям, ког­ да, например, заметное влияние на работу термосистемы оказы­ вает температура теплоносителя, и техническим требованиям, когда и з-за ограниченности длины капилляра трудно установить термодатчики в характерных помещениях.

Указанные недостатки отсутствуют в гидравлической системе автоматического пофасадного регулирования по отклонению с промежуточными манометрическими элементами, разработанной ЦНИИЭП инженерного оборудования*.

За основу данной конструкции была принята система ОРГРЭС, предназначенная для стабилизации температуры горячей воды. Работает она по следующему принципу: при отклонении темпера­ туры воды от заданной термореле изменит сброс воды в дренаж, в камере гармониковЪй мембраны регулятора расхода РР изме­ нится давление, что вызовет "перемещение золотника клапана, регулирующего подачу теплоносителя к подогревателю. Для ре­ гулирования расхода используется давление из обратного трубо­ провода теплового ввода.

Система пофасадного автоматического регулирования по от­ клонению температуры воздуха в помещениях представлена на рис. 6, а.

В системе использованы следующие приборы и элементы: термосистема (термобаллон) с капилляром и промежуточный

клапан, количество их соответствует количеству контролируемых помещений,

игольчатый вентиль; регулирующие клапаны УРРД.

Все перечисленные элементы соединены между собой импуль­ сными трубками. Питание системы регулирования осуществляет­ ся стабилизированной по давлению водопроводной или техноло­ гической водой (из обратного трубопровода абонентского ввода). Стаблизация воды осуществлена с помощью редукционного кла­ пана РК-П.

ХАвторское свидетельство 381543. Стабилизатор температу­ ры воздуха в здании. Автор Чижик О.Г.

23

Рис. 6. Принципиальные схемы автоматического регулиро­ вания тепловых абонентских вводов, разработанные ЦНИИЭП

межуточный клапан; 3 - игольчатый вентиль; 4 - регули­ рующее устройство; 5 - редукционный клапан; 6 - регуля­ тор расхода; Б - бойлер; Э - элеватор, ЦН - циркуляцион­ ный насос; СН - смесительный насос; НП - нагреватель­ ные приборы

Термосистемы с помощью капилляров связаны с промежуточ­ ными клапанами, установленными на ответвлениях, идущих от линии рабочего агента (водопроводная или технологическая вода), назначение которых - регулирование сброса рабочего агента в дренаж в зависимости от температуры воздуха в каждой кон­ тролируемой точке фасада здания.

Дросселирующие устройства системы представляют собой игольчатые вентили, установленные до промежуточных клапанов. Они служат для настройки каждого датчика, а на входе регули­ рующей системы - задатчиком настройки ее температуры.

Исполнительный орган системы - рёгулятор расхода тепло­ носителя. Его задача - настройка расхода теплоносителя в ,з а -

25

аисимости от температуры воздуха в контролируемых помете ниях. Перемещение штока с клапаном регулятора расхода осущест­ вляется за счет перепада давления на сервоприводе.

Работа системы осуществляется следующим образом: Отклонение температуры воздуха в контролируемых угловых

помещениях первого этажа фасада от заданного значения воспри­ нимается термодатчиками, затем через капилляры необходимые переустановочные усилия передаются на штоки промежуточных клапанов на линии рабочего агента. При этом изменяется слив агента через промежуточные клапаны в дренаж. Суммарный слив приводит к изменению давления на сервоприводе исполнительного органа. Изменяющееся давление рабочего агента на сервоприво­ де вызывает перемещение штока клапана исполнительного орга­ на, установленного на прямом трубопроводе первого контура теплообменника, что (при независимой системе присоединения) изменяет количество теплоносителя, проходящего через бойлер. Эта система регулирования совместно с независимой системой присоединения прошла экспериментальные исследования на стен­ де и эксплуатационные испытания в жилом доме.

Гидравлическая система пофасадного1 автоматического регу­ лирования теплового режима в здании по отклонению температу­ ры воздуха в помещениях универсальна, так как ее можно при­ менять и при других схемах абонентских вводов, например с

рать сопло элеватора с максимальным коэффициентом подмеши­ вания, обеспечивающим расчетные параметры теплоносителя в системе отопления согласно отопительному графику при темпе­ ратуре наружного воздуха 5°С . Обычно отопительный график рассчитывается на верхний предел наружной температуры воз­ духа - 26°С и нижний предел 8°С, но в данном случае при подборе диаметра сопла на 8°С большой коэффициент смешения приводит к неустойчивой работе элеватора.

Недостаток тепла при понижении температуры наружного воздуха будет компенсироваться дополнительной подачей тепла с помощью регулятора расхода, установленного на обводной ли­

нии у элеватора. Этот прием дает возможность увеличить диапа­ зон регулирования отопительного режима. В настоящее время автоматизированный абонентский ввод с элеваторным узлом про­ ходит стендовые экспериментальные исследования.

Вотличие от двух предыдущих ввод для абонентского ввода

снасосом на перемычке применяются два регулятора расхода:

28

один из них установлен до узла смешения и связан с гидравличес­ кой системой пофасадного регулирования, а другой служит ста­ билизатором расхода. Исполнительными органами для всех рас­ смотренных систем служит регулятор УРРД, разработанный ОРГРЭС и выпускаемый заводом 'Теплоконтроль" в г . Улан-Удэ.

В настоящее время гидравлическая система пофасадного ав­ томатического регулирования абонентского ввода при независи­ мом присоединении системы отопления с гравитационным побуж­ дением смонтирована и работает в Москве в экспериментальном доме в районе Лениио-Дачное.

Гидравлическая система автоматического пофасадного регули­ рования отпуска тепловой энергии в здании имеет следующую характеристику:

Закон регулирования пропорциональный (г!).

Точность поддержания температуры в контрольных поме­ щениях +_ 1°С.

-Диапазон настройки 15 - 30°С.

Порог чувствительности датчика - 0,5°С.

Максимальный расход (слив) рабочего агента 1,5 л/час. Длина капилляра 3,2 м.

. Условный проход клапана исполнительного органа УРРД - 25, 50, 80 мм.

Условный проход клапана типа ТК 15 —15 мм. Вероятность безотказной работы за 2000 час. - 0,86.

Система надежна в широком диапазоне изменения влажности и температуры окружающей среды, проста в эксплуатации (об­ служивается слесаре м-сантехником).

Значительные работы по автоматическому регулированию по­ дачи тепла на отопление и вентиляцию жилых домов выполняют­ ся Московским научно-исследовательским и экспериментально­ проектным институтом типового проектирования (МНИИТЭП). При разработке новых, более совершенных систем автоматичес­ кого регулирования авторых считают необходимым учитывать

возрастание теплопотерь при наличии организованного, но нере­ гулируемого автоматически воздухообмена в зданиях (вытяжной вентиляцией). Вследствие наличия резервов в системах отопле-

ХКандидаты технических наук Грудзинский М»М„ Ливчак В.И., инженер Медведь В .И .

27

ния, которыми легко покрывается возросший расход тепла При увеличении воздухообмена, система автоматического регулирова­ ния по внутренней температуре воздуха в помещениях, стабили­ зируя температуру, не обеспечивает эффективного снижения рас­ хода тепла, а в отдельных случаях приводит к неоправданному перерасходу тепловой энергии на нагрев поступающего и удаляе­ мого через вентиляционные отверстия воздуха. Естественно, что в подобных случаях возникает необходимость нормирования от­ пуска тепла, обеспечивающего комфортные условия при некото­ ром ограничении воздухообмена в пределах санитарных норм. Последнее достигается проклейкой окон, обивкой дверей и огра­ ничением проветривания.

Отпуск тепла производится по графику, отражающему факти­ ческое количество необходимого тепла по нормам, а не темпе­ ратуру подаваемого теплоносителя. При этом количество воды, подаваемое в систему отопления, поддерживается постоянным с помощью специального регулятора, а количество тепла определя­ ется разностью температур подаваемой и обратной воды.

Программа отпуска тепла строится также с учетом основно­ го внешнего возмущающего фактора — температуры наружного воздуха.

Учитываются подогрев вентиляционного воздуха, трансмисси­ онные потери и часть бытовых тепловыделений. В необходимых случаях предусматривается также автоматическая корректировка программ по отклонениям средней температуры воздуха в конт­ рольных помещениях. Эта корректировка позволяет сбалансиро­ вать несимметричные отклонения температуры внутреннего воз­ духа от заданного гра<}ика.

Авторы разработки считают, что такая система регулирования будет способствовать ограничению воздухообмена- в пределах санитарных норм, устранению излишнего проветривания в солнеч­ ные дни, улучшению теплоизоляции помещений за счет ликвида­ ции щелей, неплотностей в дверях и рамах окон и т.п. Кроме того, может быть существенно снижена мощность отопительных и теплоснабжающих систем, в первую очередь и з-за возможности не учитывать кратковременные перегрузки отопления при силь­ ном ветре.

Система позволяет изменить соотношение теплоотдачи отопи­ тельных приборов в верхних и нижних этажах зданий, что быва­

ет крайне необходимо для зданий повышенной этажности. Эту за ­ дачу можно решить, изменив расход теплоносителя в системе отопления или его параметры.

28

Все эти принципы регулирования наиболее легко могут быть реализованы с помощью электронных регуляторов. Возможные ва­ рианты таких схем рассматриваются ниже.

На рис. 7, а,б приведены схемы регулирования при независи­ мом и зависимом присоединении отопительных систем к город­ ской сети теплоснабжения, когда регулирование соотношения теп­ лоотдачи отопительных приборов в зависимости от их установки на разных этажах не производится. На рисунке регулятор по­ стоянства перепада давлений поддерживает в системе отопления неизменный расход. Пунктирно указано деугое возможное место установки этого регулятора. При независимом подсоединении обеспечения постоянства расхода воды в системе отопления средствами автоматики не требуется.

Регулятор постоянства перепада давлений, установленный на трубопроводе сетевой воды, может обслуживать несколько авто­ матизированных систем отопления, если они имеют одинаковое сопротивление. Это же относится к смесительному или циркуля­ ционному насосу и водоподогревателю.

Указанные схемы могут применяться как для регулирования группы систем отопления (в центральных тепловых пунктах), так и для индивидуального регулирования систем отопления или их фададных частей.

На рис. 7,в приведены схемы регулирования систем отопления зданий повышенной этажности, отличающиеся тем, что наряду с регулированием общего расхода тепла одновременно специальным клапаном, установленным в контуре системы отопления, осуще­ ствляется изменение соотношения теплоотдачи отопительных при­ боров в верхних и нижних этажах для устранения вертикальной разрегулировки. Этот клапан начинает действовать, когда возни­ кает разница в температурах воздуха помещений верхних и ниж­ них этажей. Следует отметить, что клапан К-2 на перемычке может быть заменен трехходовым клапаном, если будет повыше­ на надежность и качество последнего. В этом случае отпадает необходимость в установке регулятора перепада давлений на об­ ратном трубопроводе.

Исключить эту необходимость можно, поставив расходомер воды в системе отопления с передачей значений измеряемой величины в регулятор. С этой целью могут быть использованы расходомеры с линейной характеристикой (индукционные), изго­ товляемые Таллинским и Арзамасским заводами.

Регулятор температуры должен иметь следующие характерис­ тики:

28

а

32