§ 19.5. Автоматизация систем отопления

Отопление зданий в зависимости от их назначения осуществляется с помощью потока нагретого воздуха, совмещаемого с приточной вентиляцией, либо с помощью горячей воды (пара). Оба метода чаще всего осуществляются централизованно, поэтому и получили наименование центрального отопления.

Воздушное отопление нашло широкое применение в зданиях об­щественного назначения (торговых центрах, зрелищных, спортивных и т. д.). Водяное применяется в лечебных учреждениях, в жилых, административных и т. п. зданиях и позволяет создавать общую для всего здания и индивидуальную для каждого помещения систему автоматического регулирования температуры.

В первом случае датчики контроля температуры устанавливают­ся в трех характерных помещениях здания и воздействуют на об­щий ввод теплосети, изменяя отпуск теплоты. Во втором случае дат­чики устанавливаются в каждом помещении, осуществляя контроль температуры и регулируя индивидуальную теплоподачу. И та, и другая системы имеют практическое применение, а их использова­ние зависит от назначения здания.

Из практики известно, что ни нагреть, ни охладить помещение, образованное массивными стенами, быстро нельзя. Требуется обыч­но продолжительное время для существенного изменения темпера­туры. Это позволяет; сделать следующие выводы: 1) система автоматического регулирования центральным отоплением инерционна; 2) более эффективна система автоматического регулирования индивидуальная для каждого помещения; 3) для реализации индивиду­альной системы целесообразно использовать простейшие датчики контроля, имеющие два регулируемых положения — ниже нормы, выше нормы. В эксплуатации находится целый ряд типов индиви­дуальных терморегуляторов. Рассмотрим некоторые конструктив­ные решения электрических индивидуальных терморегуляторов (рис. 19.7), разработанные специализированными организациями.

Терморегулятор (рис. 19.7, а) состоит из источника питания 1, выпрямителя 2; датчика контроля температуры 3, соленоидного ис­полнительного механизма 5, на сердечнике которого укреплен полушаровой золотник 7, и корпуса 6 с крышкой 4.

При повышении температуры в помещении сверх установленной на задатчике, датчик замыкает электрическую цепь, сердечник втя­гивается внутрь электромагнитной катушки, полушаровой золотник прижимается к седлу клапана и проход для теплоносителя закры­вается. При понижении температуры выключается ток, сердечник под действием собственной массы падает и открывает проход для теплоносителя.

Регулирующие органы терморегулятора могут иметь различное конструктивное решение. Для однотрубных систем отопления разра­ботана конструкций регулирующего органа, выполненная в виде заслонки с шарнирной связью с сердечником катушки (рис. 19.7,б). Заслонка 3 имеет контргруз 4, позволяющий ей опускаться и принимать положение «Открыто», в котором ее удерживает шарнирная связь. При повышении температуры электрическая цепь замыкает­ся регулятором (на рисунке не показан), по катушке проходит ток, сердечник втягивается и заслонка закрывает клапан.

Рассмотренный регулятор и два конструктивных решения и регу­лирующего органа позволяют автоматизировать нагревательные приборы и получить допустимые технические характеристики: зона нечувствительности от 0,5 до 1º, потребляемая активная мощность

до 2,5 Вт. Достоинство такого регулятора состоит в простоте конст­рукции и достаточной надежности, незначительной стоимости при массовом производстве, в возможности регулирования температуры в широких пределах. Однако в жилых зданиях эти регуляторы не нашли широкого применения из-за существенного расхода электро­энергии на холостой ход понизительного трансформатора и на ра­боту соленоида при незначительном cos φ.

С целью снижения расхода электроэнергии и был создан полу­проводниковый электрический терморегулятор (рис. 19.7, в). Из принципиальной схемы терморегулятора (рис. 19.7, г) видно, что изменение температуры воздуха помещения воспринимается датчи­ком — полупроводниковым терморезистором R₅, который, изменяя параметры транзисторов VT₁ и VT₂, приводит к включению малога­баритного реле Р, а последнее своим контактом — катушку электро­магнитного клапана исполнительного механизма ИМ. Температура терморегулятора настраивается с помощью задающего резистора R₂. Потребляемая мощность терморегулятора Т₂ снижена по срав­нению Т₁ в рабочем режиме до 2,0 Вт. В конструкцию терморегуля­тора (рис. 19.7, в) входит блок А, в котором размещен терморезис­тор 1, и задающий резистор 2 и шаровой электромагнитный клапан ЭМК, состоящий из катушки-соленоида 3 и шарового клапана 4, размещенных в корпусе 5.

Достоинством терморегулятора Т₂ является значительное сниже­ние собственного потребления электроэнергии в рабочем режиме и на холостом ходу.

Рассмотренные терморегуляторы Т₁ и Т₂ являются электрически­ми регуляторами непрямого действия.

Автоматизация центрального отопления получила широкое рас­пространение во всех типах зданий всевозможного назначения. При­менение системы регулирования позволяет не только экономить теп­ловую энергию, а следовательно, и энергоресурсы, но и создает комфортные условия, способствующие, повышению производительно­сти труда и улучшающие условия отдыха.