книги из ГПНТБ / Сафонов А.П. Автоматизация систем централизованного теплоснабжения

группы зданий с параллельной или смешанной схемами присоединения, представляется возможным осущест­ вить регулирование температуры сетевой воды в соот­ ветствии с отопительным температурным графиком. Для этой цели на ЦТП требуется установка отопительных подогревателей или смесительных насосов.

На ЦТП также часто приходится стабилизировать разность давлений подающей и обратной линий тепло­ вой сети.

М е с т н о е р е г у л и р о в а н и е осуществляется либо на общем отопительном узле, либо на отдельных вет­ вях отопительной системы (например, проходящих по южному и северному фасадам здания). Последний вид местного регулирования, который обычно называется позон-ным (пофаеадным) регулированием, следует при­ знать наиболее целесообразным. Позонное регулирова­ ние позволяет нейтрализовать возмущающие воздействия ветра и солнечной радиации, которые одинаково влияют на соответствующие фасады зданий. Следует отметить, что местное позонное регулирование обычно исключает необходимость применения местного общего регулиро­ вания отпуска тепла на отопление.

И н д и в и д у а л ь н о е р е г у л и р о в а н и е ведется в каждом отапливаемом помещении, причем регуляторы температуры устанавливаются непосредственно на на­ гревательных приборах. Как правило, для этой цели следует использовать регуляторы прямого действия как наиболее дешевые и простые в обслуживании. Индиви­ дуальное регулирование предназначается для нейтрали­ зации возмущающих воздействий, возникающих в от­ дельных помещениях за счет внутренних тепловыделе­ ний, солнечной радиации и т. п.

В зависимости от принципа регулирования обычно различают три следующих метода автоматического ре­ гулирования отпуска тепла на отопление: по отклонению регулируемого параметра (по температуре воздуха по­ мещений), по возмущению (по изменению температуры наружного воздуха, скорости ветра и пр.), комбиниро­ ванный (по отклонению и возмущению).

Р е г у л и р о в а н и е по о т к л о н е н и ю т е м п е р а ­ т у ры в о з д у х а п о м е щ е н и й применяется при инди­ видуальном регулировании, а также может найти при­ менение при местном позонном и местном общем регу­ лировании.

188

Разновидностью регулирования по отклонению явля­ ется метод регулирования отпуска тепла на отопление по отклонению температуры воздуха внутри физической модели. Этот метод можно также использовать для группового регулирования (на ЦТП).

Р е г у л и р о в а н и е по в о з м у щ е н и ю является основным методом центрального регулирования на ТЭЦ и в котельных. Этот же метод может быть использован при групповом регулировании (на ЦТП) отпуска тепла на отопление.

К о м б и н и р о в а н н ы й м е т о д р е г у л и р о в а н и я отпуска тепла на отопление в одной ступени регулиро­ вания пока не находит применения, несмотря на значи­ тельные его преимущества. Однако в различных ступе­ нях регулирования могут быть использованы различные методы. Например, в одной и той же системе теплоснаб­ жения регулирование групповое на ЦТП может осуще­ ствляться по возмущению, а местное — по отклонению температуры помещений.

Изменение теплопроизводительности отопительных нагревательных приборов обычно осуществляют измене­ нием количества сетевой воды или одновременным из­ менением количества сетевой воды и коэффициента сме­ шения. Для отопительных водяных систем, учитывая их большую аккумулирующую способность, вполне допу­ стимо применение двухпозиционного регулирования, при котором регулирующий клапан при одном положении открыт полностью, а при втором — открыт частично или закрыт. Такая система автоматического регулирования позволяет существенно упростить конструкцию регулято­ ров.

Началу работ по настройке автоматических регуля­ торов на отопительном узле теплового пункта должны предшествовать тщательные наладочные работы одно­ временно по этому тепловому пункту и по системе отоп­ ления.

Нельзя надеяться, что все недостатки могут быть ликвидированы работой только автоматических регуля­ торов, даже если это будут индивидуальные регуляторы. Безусловно также и то, что наладочные работы могут быть успешно проведены только при наличии необходи­ мых контрольно-измерительных приборов.

Первый этап проведения наладочных работ включает следующие основные операции:

189

1 ) проверку фактических потерь давления в комму­

никациях теплового пункта, грязевиках, подогревателях и самой системе управления;

2 ) установление на отопительном узле необходимого

расхода сетевой воды по водосчетчику, по дифманометру с измерительной диафрагмой или по перепаду давле­ ния в сопле элеватора;

3) установления необходимого коэффициента смеше­ ния путем простого манипулирования регулировочной задвижкой при насосном смешении или путем измене­ ния диаметра выходного отверстия сопла при элева­ торах.

Необходимо учитывать, что при двухтрубной системе отопления повышение коэффициента смешения против расчетного обычно желательно, так как оно улучшает распределение циркулирующей воды по отдельным на­ гревательным приборам. Иное положение имеет место при однотрубных системах отопления. В данном случае отклонение расхода воды в отопительной системе от расчетного нарушает нормальную теплоотдачу нагрева­ тельных приборов по ходу воды в стояке.

При теплоснабжении от ЦТП дополнительно возни­ кает задача правильного распределения расходов воды по отдельным зданиям, которая может быть решена пу­

ЦТП) автоматического регулирования отпуска тепла на отопление по внешнему возмущению приведены на рис. 8-1 .

Для ЦТП с независимым присоединением изменение расхода сетевой воды не сказывается на расходе мест­

исследования ВТИ, расход смешанной воды при измене­ нии расхода сетевой воды также примерно остается по­ стоянным. В связи с этим для приведенных двух случаев, исключается возможность вертикальной разрегули­ ровки отопительных систем при значительных сокраще­ ниях расхода сетевой воды.

190

Регулирование отпуска тепла на отопление осущест­ вляется регулятором соотношения температур, который изменяет температуру воды в подающем трубопроводе за ЦТП в зависимости от температуры наружного воз­ духа в соответствии с отопительным температурным

Рис. 8-1. Схемы группового автоматического регули­ рования отпуска тепла на отопление по внешнему возмущению.

а — независимое присоединение; б — присоединение с насос­ ным частичным смешением на ЦТП; ДТi — датчик темпера­

туры наружного воздуха; ДТ2— датчик регулируемой темпе­

графиком. При отсутствии элеваторов на абонентских вводах эта температура воды поддерживается в соответ­ ствии с температурным графиком для подающего тру­ бопровода систем отопления.

В качестве регуляторов соотношения температур применяют электронные регуляторы с измерительной мостовой схемой (рис. 8-2). Температура наружного воз­

191

духа и температура воды измеряются с помощью термо­ метров сопротивления. Указанные датчики температуры с сопротивлениями гн и гс включены в одно из плеч моста. Датчики температуры воды зашунтированы со­ противлением гш, величина которого определяется по

Рис. 8-2. Схема имзерительного моста регулятора со­ отношения температур.

гн, гс — сопротивления датчиков температуры наружного воздуха и регулируемой температуры воды; гш — сопротив­ ление шунта; ги г2, г3 — сопротивления плеч моста; гзд, гш зд — сопротивления задатчика и шунта задатчика.

температурному графику. Если зависимость температу­ ры воды от температуры .наружного воздуха принять линейной (рис. 8-3), то можно написать следующее вы­ ражение для тангенса угла наклона температурного гра­ фика:

де по отопительному графику соответственно для темпе­ ратур наружного воздуха t's и о, °С.

192

В [Л. 26] рекомендуется формула для определения тангенса угла наклона температурного графика, кото­ рая может быть приведена к виду

где tB.Y— условная температура, соответствующая точке пересечения линии температуры воды с линией tB парал­ лельной оси абсцисс (здесь

tB— нормальная температу­ ра воздуха, в отапливаемых помещениях); ориентиро­ вочно /в.у= 2 3 —0,1

Выражению (8-1) отве­ чает следующее соотноше­ ние сопротивлений плеча моста:

разбалансу схемы. В результате на выходе регулятора

никает вопрос о некотором выравнивании (усреднении) температуры наружного воздуха, которая может в те­ чение суток сильно изменяться. Для этой цели термо­ метр наружного воздуха следует погрузить в сосуд с жидкостью, изолированный снаружи. На рис. 8-4 при­ ведена кривая изменения температуры наружного воз­ духа в течение двух суток. На том же графике приведе­ на экспериментальная кривая изменения за этот же пе­ риод времени температуры жидкости в сосуде емкостью 0,7 л, покрытого снаружи изоляцией из древесноволок­ нистой плиты с наружными размерами 0,2X0,2X 0,2 м. Как видно из приведенного графика, амплитуда колеба­ ний температуры жидкости даже в сосуде небольшой емкости уменьшается примерно в 2,5 раза по сравнению с амплитудой колебаний температуры наружного воз­ духа.

Тепловое сопротивление наружной изоляции сосуда можно вычислить на основании формулы

ляции, Вт/(м-°С).

Рассмотренные схемы автоматического регулирова­ ния могут быть также применены на ЦТП, к которым помимо основной отопительной нагрузки присоединена также некоторая вентиляционная нагрузка^ В периоды автоматического отключения вентиляционных установок (например, в ночное время) сокращается общий расход сетевой воды на ЦТП, но к системам отопления продол­ жает поступать в первом приближении постоянный рас­

ход сетевой воды.

Как указывалось ранее, на ЦТП может найти при­ менение метод регулирования по температуре физиче­ ской модели здания. В качестве такой модели по одному из вариантов может быть использовано небольшое угло­ вое помещение в ЦТП. Данное помещение должно быть отделено от основного помещения ЦТП стенкой. В этом помещении должеТ быть установлен миниатюрный эле­ ватор с таким же коэффициентом смешения, как у эле­ ваторов абонентских вводов. Более предпочтительным является вариант применения физической модели с элек­ трическим нагревом.

Для исключения влияния гидравлической разрегули­ ровки тепловой сети на режим отпуска тепла на отопле­ ние целесообразно стабилизировать гидравлический ре­ жим на ЦТП путем дополнительной установки регуля­ тора перепада давления между подающей и обратной линиями.

б) Схемы местного регулирования

Для местного общего автоматического регулирования отпуска тепла на отопление в тепловых сетях без ЦТП можно использовать принцип регулирования по внешне­ му возмущению (по температуре наружного воздуха).

Основные принципиальные схемы такого способа регу­ лирования приведены на рис. 8-5. Помимо схем с неза­ висимым присоединением и насосным смещением (рис. 8-5 ,а и б) в данном случае возможно также при­

менение схемы с совместной работой элеватора и насо­ са (рис. 8-5 ,в) и элеваторной схемы с соплом перемен­

ного сечения (рис. 8-5,г). Последние две схемы позволя­ ют увеличивать коэффициент смешения элеватора по мере снижения расхода сетевой воды.

Рис. 8-5. Схемы местного общего автоматического регулирования отпуска тепла на отопление по внешнему возмущению.

с регулируемым соплом; ДТ\ — датчик температуры наружного воздуха; ДТ2 — датчик температуры воды в подающем трубопроводе системы отопления; У — управляющий (регулирующий) прибор; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулирующий орган.

Большой -эффект в экономии тепла могут дать схемы местного общего автоматического регулирования отпуска тепла на отопление по отклонению температуры воздуха в представительных помещениях здания (рис. 8-6) или

физической модели здания.

Наиболее эффективным следует признать местное позонное регулирование отпуска тепла по отклонению температуры отапливаемых помещений, которое может обеспечить значительную экономию тепла. При таком

196

регулировании для каждой ветви системы отопления могут быть использованы схемы, приведенные на рис. 8 -6.

Представляет большой интерес опыт г. Челябинска [Л. 16] но разработке, осуществлению и длительной экс­ плуатационной проверке автоматического регулирования пофасадными (позонными) панельными бифилярными системами отопления (рис. 8-7). Особенностью этого вида автоматического регулирования является глубокое количественное регулирования систем панельного отоп-

ДТ

________________ £

■ ф

и м Г ]

-tki---- ( Я -

ро Ф

итп

в ) Д Т

Рис. 8-6. Схемы местного общего автоматического регулирования отпуска тепла на отопление по отклонению температуры воздуха по­ мещений.

ления без смешения. Повышенная гидравлическая устой­ чивость была достигнута шайбированием всех стояков оптимальной системы. Бетви каждой зоны системы отопления оборудованы электронными пропорциональ­ ными (с жесткой обратной связью) регуляторами темпе­ ратуры ПТР-П с электрическими исполнительными меха­ низмами ИМ-2/120. Для этой же цели могут быть исполь­ зованы исполнительные механизмы МЭО-1,6/40 в комп­ лекте с магнитным усилителем УМД-4. Исполнительные механизмы перемещают поворотный регулирующий орган, разработанный канд. техн. наук В. Т. Благих.

197