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

В качестве датчиков температуры ..применялись терморезисторы iMMT-1. Возможно применение медных тер­ мометров сопротивления.

Для регулирования отпуска тепла на отопление в Теплосети Мосэнерго разработан и в течение ряда лет находился в опытной эксплуатации регулятор местных

Рис. 8-7. Схема автоматического регулирования отпуска тепла на отопление пофасадным (позонным) панельным бифилярным систе­

мам отопления по отклонению температуры помещении.

/ — северный (восточный) фасад; II — южный (западный) фасад; ДТ.и ДТ2— датчики температуры помещений; Уи Уг— управляющие (регулирующие) при­ боры; ИМ\, ИМ2— исполнительные механизмы; РО\, Р 02 — регулирующие

органы.

пропусков (рис. 8-8 ), который отключал водяную отопи­

тельную систему от тепловой сети при превышении за­ данной температуры воздуха в контрольных (представи­ тельных) помещениях здания. Опыт эксплуатации такого регулятора представляет определенный интерес. В нор­ мальных условиях, когда температура воздуха в конт­ рольных точках здания не превышает заданного предела, контакты биметаллического термореле и суммирующего промежуточного реле разомкнуты. При этом обесточен-

198

ное элекгрогидравлическое реле соединяет сильфонную камеру регулирующего клапана РР с трубопроводом и он работает, как регулятор расхода.

Если температура в одном контрольном помещении окажется выше заданной, то происходит замыкание цепи суммирующего промежуточного реле, но вследствие на-

Рис. 8-8. Схема регулятора местных пропусков Теплосети Мосэнерго.

ТР — термореле; ДС — дополнительное сопротивление термореле; СПР — сум­ мирующее промежуточное реле; ЭГР — электрогидравлическое реле; ИУ — нсиолнительно-регулпрующее устройство РР; Д — диафрагма; Ф — фильтр.

личия в цепи большого дополнительного сопротивления обмотка промежуточного реле нагреется недостаточно и замыкания контактов этого реле не произойдет.

При температуре в двух контрольных помещениях выше нормы термореле в этих помещениях замыкаются. Суммарное дополнительное сопротивление цепи в дан­ ном случае уменьшится по сравнению с одним замкну-

199

тым термореле, что вызывает дополнительный нагрев обмотки, в результате чего замыкаются контакты сумми­ рующего промежуточного реле, а последнее включает обмотку электрогндравлического реле.

При прохождении тока по обмотке электрогидравлического реле происходит перемещение клапана и он от­ соединяет сильфонную камеру регулятора от трубопро­ вода, вследствие чего давление в сильфонной камере па­ дает и регулятор РР закрывается, прекращая подачу се­ тевой воды в отопительную систему.

После снижения температуры воздуха в контрольных помещениях контакты термореле размыкаются, вызывая размыкание контактов суммирующего промежуточного реле, обесточивание обмотки элект.рогидравлического реле и открытие регулятора РР, который начинает рабо­ тать как регулятор расхода.

Конструкция биметаллического электрогидравличе­ ского реле Теплосети Мосэнерго приведена на рис. 8-9.

Работа электрогидравличе­ ского реле Теплосети Мосэнер­ го представлена на рис. 8-10, где указано изменение темпе­ ратуры рабочих биметалличе­ ских элементов, давления в

условия работы электрогидрав­ лического реле получаются- в том случае, когда регулиров­ ка его проведена таким обра­ зом, что продолжительность слива воды при замыкании и размыкании цепи обмотки

электрогидравлического реле получается примерно одйнаковой. При оптимальной регулировке продолжитель­ ность срабатывания электрогидравлического реле после замыкания или размыкания цепи реле примерно будет составлять 3—6 мин.

При практическом внедрении описанного выше регу­ лятора местных пропусков с тремя датчиками 'в конт­ рольных помещениях встретились трудности организа­ ционно-технического характера. Эти трудности в основ­ ном были вызваны необходимостью осуществления

время, мин

а — закрытие РР; б — открытие РР; р, р\ — управляющее давление в сильфонной камере; t, t\ — температура об­ мотки нагревателя; G — слив воды.

дополнительного контроля за разбросанными по отдель­ ным помещениям датчиками и за состоянием внутренней проводки. Указанное обстоятельство явилось основной причиной, которая заставила Теплосеть Мосэнерго отка­ заться от внедрения указанных регуляторов местных пропусков. Однако опыт, накопленный при их эксплуата­ ции, был использован при последующих разработках по

201

усовершенствованию схем автоматического регулирова­

ния отпуска тепла на отопление.

Московским энергетическим институтом (МЭИ) раз­ работана схема автоматического регулирования отпуска

<тепла на отопление по отклонению температуры физиче­ ской модели здания. В данном случае зона обслужива­ ния такого регулятора ограничивается тепловым пунк­ том и моделью здания.

Рис. 8-11. Электрическая схема регулятора местных пропусков с использованием модели здания.

Наиболее простой является схема (рис. 8-11) регу­ лирования отпуска тепла на отопление с использованием физической 'модели здания для периода температур на­ ружного воздуха выше той, которой соответствует точка излома температурного графика (/н>0-эЗ°С ). Именно в этот период имеют место наиболее значительные от­ клонения фактической температуры воды в подающем трубопроводе от теоретически необходимой для отопле­ ния, поэтому фактическая температура воздуха в отап­ ливаемых помещениях зданий в этот период достигает недопустимо высоких значений. К этому следует доба­ вить, что указанный период имеет достаточную -продол­ жительность. Например, для климатических условий г. Москвы он длится в общем итоге около 800 ч.

Простота схемы и обслуживания (зона обслуживания практически не выходит за пределы теплового пункта) создает все условия для быстрого ее внедрения. В комп­

202

лект рассматриваемой на рис. 8-11 схемы регулирования

выше электрогидравлического реле Теплосети Мосэнерго и микропозиционера МП-1, сблокированного с ходом штока электрогидравличес­ кого реле ЭГР;

регулирующий клапан

ссильфонным приводом

РР(на рис. 8-11 не пока­

зан) .

Физическая модель зда­ ния имеет два основных элек­ тронагревателя Hi и Яг-Ди­ намическая характеристика модели должна быть такой же, как у здания. В част­ ности, для современных зда­ ний жидкостная модель должна быть двухъемкост­ ной, что достигается разме­ щением внутри полой каме­

нением модели отопительного узла аналогична гидравли­ ческой схеме, изображенной на рис. 8-8.

Указанная схема обеспечивает двухопозиционное регулирование подачи сетевой воды на отопление (пол­ ностью открыто — частично открыто).

Сопротивления основных нагревателей Я ( и Я2 и до­ полнительных /д и г2 выбраны с таким расчетом, чтобы температура воздуха внутри модели V"в.м была равна расчетной внутренней температуре помещения при тем­ пературе наружного воздуха, соответствующей точке излома температурного графика (для условий г. Москвы

Г ,н = 2 . 5 ° С ) .

Датчик температуры ДТКБ настраивается таким об­ разом, чтобы при температуре воздуха внутри модели

203

t'"B.Mон замыкался. Величиной воздушного зазора меж­ ду якорем и магнитом в замкнутом состоянии устанав­ ливается величина нечувствительности (дифференциала) датчика Д. Таким образом, температура размыкания

датчика при тя>-1 н составит г„м = ‘вм — А- Работа рассматриваемого регулятора местных про­

пусков протекает следующим образом. При температу­ рах наружного воздуха ниже той, которой соответствует точка излома температурного графика мощ­ ность электронагревателей будет недостаточна для под­ держания расчетной температуры воздуха в полой каме­ ре модели здания. Поэтому температура внутри модели будет ниже расчетной и датчик будет разомкнут. В этом случае нагреватель электрогидравлического реле будет выключен и регулятор расхода будет поддерживать за­ данный нормальный расход сетевой воды.

При повышении температуры наружного воздуха сверх той, которой соответствует точка излома темпера­ турного графика (т. е. при н), температура внутри модели начнет повышаться, что приведет к замыканию

(ЭГР). Нагревание обмоток электрогидравлического ре­ ле вызывает изгиб П-образных биметаллических элемен­ тов этого реле и перемещение его штока с управляющим клапаном на конце. Последний перекрывает сопло на импульсной линии, соединяющей точку отбора давления с сильфонной камерой регулирующего клапана, а силь­ фонную камеру регулирующего клапана с атмосферой (рис. 8-8). В результате регулирующий клапан частично прикрывается, благодаря чему сокращается расход воды до заданного минимума. Перемещение штока электро­ гидравлического реле одновременно размыкает с по­ мощью микропозиционера МП-1 цепь одного нагрева­ тельного элемента. Благодаря этому сокращается мощ­

При пониженном расходе воды температура в поме­ щениях здания снижается. Вместе с этим из-за сниже­ ния мощности электронагревателей снижается темпера­ тура внутри модели. Когда температура внутри модели

204

трогидравлического реле охлаждается и последний со­ единяет импульсную линию с сильфонной камерой регу­ лирующего клапана. В результате схема автоматизации отопительного ввода будет отвечать первоначальному состоянию, причем расход сетевой воды восстановится до нормального значения и будет поддерживаться по­ стоянным, так как регулирующий клапан будет работать как регулятор расхода прямого действия.

Рис. 8-13. Схема двухпозиционного регулирования отпуска тепла на отопление с помощью регулятора ПРР-6А.

ДТ,и ДТ2, ДТ3— датчики температур; У — управляющий (регулирую­ щий) прибор; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулирующий орган; Д\, Д г— дроссельные шайбы.

Рассмотренный выше двухпозиционный принцип ра­ боты использован в регуляторе режима отпуска тепла на отопление, который разработан в физико-энергетиче­ ском институте АН Латвийской ССР под руководством акад. К. К. Плауде и канд. техн. наук В. Я. Грислиса. В комплект такого регулятора ПРР-6А входят датчик температуры наружного воздуха, датчик температуры воды в подающем трубопроводе системы отопления, дат­ чик температуры воды в обратном трубопроводе, элек­ тронный управляющий прибор и исполнительно-регули- рующее устройство в виде соленоидного вентиля (рис. 8-13). Если значения температур сетевой воды со­ ответствуют температуре наружного воздуха, то мосто­ вая схема с термометрами сопротивления, измеряющи-

205

ми температуры воды и наружного воздуха, находится

вравновесии, причем регулирующий клапан прикрыт и

всистему отопления поступает сниженный расход воды. При понижении температуры наружного воздуха мост разрегулируется, управляющий электронный прибор пе­ редает импульс соленоидному приводу регулирующего клапана и последний полностью открывается, увеличи­ вая расход сетевой воды. Вместе с этим постепенно воз­

растают температуры в обратном трубопроводе и в тру­ бопроводе смешанной воды (за элеватором), а следова­ тельно, и сопротивления соответствующих датчиков. В результате этого происходит восстановление первона­ чального суммарного сопротивления всех трех датчиков, восстановление равновесия моста и закрытие регулирую­ щего клапана. В случае повышения температуры наруж­ ного воздуха действие регулятора протекает в обратном порядке.

8-3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТАПЛИВАЕМЫХ ЗДАНИЙ

Температура воздуха внутри отапливаемого водяной системой здания при установившемся режиме зависит от многих факторов. Во-первых, она зависит от внешних факторов, к которым следует отнести температуру на­ ружного воздуха, скорость ветра, солнечную радиацию (инсоляцию) и внутренние тепловыделения. Во-вторых, температура воздуха зависит от факторов, которые воз­ действуют на отдачу тепла помещениям отапливаемого здания. К таким факторам следует отнести расход сете­ вой воды, температуру сетевой воды в подающем трубо­ проводе и коэффициент смешения.

На основании теплового баланса отапливаемого зда­ ния с водяной системой отопления для установившегося состояния можно получить следующую зависимость тем­ пературы воздуха в этом здании от перечисленных выше факторов:

j. (S^lfeprpForp - р 0 ,3 9 cm3/w2F 0) ^н 4 - б с е 0Д -f- Q T.„ -4- gFo.p^o

(8-9)

где

206

— безразмерная удельная тепловая производительность

ратура воздуха в отапливаемых помещениях здания, °С; tH— температура наружного воздуха, °С; Л — температу­ ра сетевой воды в подающем трубопроводе, °С; q — среднее удельное количество тепла, поступающее через

разности температур для наружных ограждений; %— по­ правочный множитель, учитывающий увеличение коэф­ фициента теплопередачи ограждающих конструкций при наличии ветра; .Fnp — поверхность нагревательных прибо­ ров системы отопления, м2; knv — коэффициент тепло­ передачи нагревательных приборов системы водяного отопления, Вт/(м2-°С).

Поправочный множитель, учитывающий увеличение коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций с увеличением скорости ветра, можно ориентировочно определить по [Л. 26] или по эмпирической формуле

1 яа 1 -(- а У w — 1,5 ,

где величина а для наружных стен может быть принята равной 0,04, а для окон а=0,1.

Формула (8-9) дает условную среднюю температуру воздуха отапливаемого здания, поскольку в течение су­ ток происходят непрерывные колебания температуры на­ ружного воздуха и скорости ветра, а также периодиче­ ски изменяется величина внутренних тепловыделений и величина поступлений тепла за счет солнечной радиа­

ции.

Наряду с рассмотренной статической характеристи­ кой отапливаемого здания для правильного решения

207