Затраты на отопление составляют 50% от расходов на жилищно-коммунальные услуги и поэтому для снижения затрат необходимо внедрять новые технологии по отпуску тепла потребителям которые снижают потребление тепла и уменьшают тарифы на тепловую энергию. Представленная запатентованная технология позволяет полностью автоматизировать процесс отпуска тепла в индивидуальных тепловых пунктах, что дает большие преимущества перед применяемыми в настоящее время технологиями. В статье дано техническое обоснование изобретению, показаны недостатки существующих индивидуальных тепловых пунктов и преимущества новой технологии. Подготовлено техническое задание на разработку электронного регулятора отопления.
Техническое обоснование изобретения.
Система отопления проектируется на качественное регулирование отпуска тепла потребителям, суть которого заключается в том, что каждому значению температуры наружного воздуха соответствует определенное значение подающей и обратной температуры воды в системе отопления (СО), при этом расход теплоносителя постоянный. Зависимость значений температуры подающей и обратной воды от наружной температуры воздуха во всем диапазоне отопительного периода называется температурным графиком. Соблюдение температурного графика позволяет получить расчетный температурный напор в каждом нагревательном приборе, отдать необходимое количество тепла, создать заданную внутреннюю температуру воздуха в каждом помещении. Для подачи заданного количества тепловой энергии в системе отопления необходим определенный циркуляционный расход теплоносителя, который зависит от циркуляционного напора. Циркуляционный напор равен разности давлений в точке смешения обратной воды с теплоносителем из тепловой сети и точкой подключения всасывающего патрубка смесительного насоса к обратному трубопроводу СО. Циркуляционный напор зависит от расходов теплоносителя, поступающего из тепловой сети и подаче воды от смешивающего насоса. Циркуляционный расход и температура обратной воды после СО связаны следующей зависимостью: при значении температуры подающей воды согласно графика и циркуляционному расходу соответствующему проектным (расчетным) значением температура обратной воды будет соответствовать температурному графику. При циркуляционном расходе больше расчетного значения температура обратной воды будет выше графика и наоборот. Таким образом, изменяя расход обратной воды смесительного насоса 6 можно влиять на циркулярный напор, циркуляционный расход и температуру обратной воды из системы отопления, температура подающей воды при этом всегда должна соответствовать температурному графику. Если установить подмешивающий насос с изменяемой частотой вращения, то появляется возможность автоматически регулировать температуру обратной воды. Технологическая схема будет полностью автоматизирована.
Регулирование отпуска тепловой энергии в существующих тепловых пунктах, на базе выпускаемых в настоящее время электронных регуляторов. Существующие индивидуальные тепловые пункты являются полуавтоматическими. В основном технологическая схема существующих индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) состоит из электромагнитного клапана 7, который выполняет функцию регулятора температуры подающей воды (РТПВ) в системе отопления и смесительного насоса 6 без частотного преобразователя, смешивающего обратную воду системы отопления с теплоносителем из тепловой сети (Рис 2). В схеме даже не предусмотрена возможность ручной регулировки расхода подмешивающей воды из обратного трубопровода системы отопления для регулировки температуры обратной воды. На практике регулируется запорной арматурой на напорном трубопроводе смесительного насоса 6, что запрещается правилами эксплуатации. Исключение составляет электронный регулятор РО-2 фирмы «Взлет» с двумя регуляторами, где автоматическое регулирование температуры подающей воды в систему отопления осуществляет смесительный насос с «частотником», а температура обратной воды регулируется регулятором перепада давления прямого действия вручную.
В существующих индивидуальных тепловых пунктах:
1. Отсутствует автоматический пуск системы отопления. Автоматический пуск системы отопления подразумевает пуск системы отопления из холодного состояния с регулированием температуры подающей и обратной воды по температурному графику без вмешательства оперативного персонала. Действительно, при пуске происходит только регулировка подающей температуры в СО согласно графика, а для регулирования температуры обратной воды отсутствует возможность автоматически изменить производительность насоса и циркуляционный напор. Регулируется вручную.
2. Отсутствие автоматического регулирования температуры обратной воды системы отопления. Отклонение параметров тепловой сети (температура, располагаемые напоры) приводит к отклонению температуры обратной воды и нарушению теплового режима помещений. Как это происходит? Температурный режим системы отопления зависит от соблюдения температурного графика тепловых сетей, как правило, 150-70℃. Допустим, что система отопления была отрегулирована вручную при расчетном температурном графике тепловых сетей. В зимний период практически температурный график сетей ниже расчетного по различным причинам. Что происходит в ИТП, оборудованными применяемыми в настоящее время электронными регуляторами? Регулятор подающей воды для поддержания температурного графика подающей воды из-за понижения температуры теплоносителя увеличивает его расход из тепловой сети. Циркуляционный напор и расход увеличивается, что приводит к повышению температуры обратной воды и нарушению теплового режима здания. Для приведения температуры «обратки» в график требуется уменьшить циркуляционный расход в системе отопления. А так как автоматическое регулирование производительности смесительного насоса отсутствует, то электронный регулятор переходит на режим защиты системы от превышения температуры обратной воды. Как этот режим работает, рассмотрим на примере электронного регулятора трм 32 (ООО «Овен»). Руководство по эксплуатации трм 32, пункт 4.3 «Если в процессе работы температура обратной воды по какой-либо причине превысит Тобр.max, вычисленное по графику, то прибор переводит систему в режим защиты от данного превышения» На рис 4.2 приведен график Тобр. max = f(Тнаруж). Приведены максимальные значения температуры обратной воды: при температуре наружного воздуха -25℃ Тобр. max = 76℃, при 8℃, Тобр. max = 38℃. По температурному графику расчетная температура «обратки» при тех же значения наружной температуры должна быть соответственно 70℃ и 35℃. Это означает, что в период, когда обратная температура будет в пределах от Тобр до Тобр.max, система отопления работает с перегревом помещений во всем диапазоне наружных температур отопительного периода. Перерасход тепловой энергии составит 6-7 %. Сколько времени отопление будет работать с перегревом неизвестно. Ну ладно температура обратной воды достигла Тобр.max. Руководство по эксплуатации трм 32, пункт 4.3 «При этом прибор прерывает регулирование в контуре отопления по уставке Туст.отоп и, для снижения завышенной Тобр начинает закрывать КЗР. Сигналы управления клапаном при этом формируются по новой уставке значение которой равно (Тобр.max-∆)» КЗР в нашей терминологии это электромагнитный клапан. Закрытие КЗР означает, что расход теплоносителя из тепловой сети уменьшается, уменьшается при этом и температура подающей воды в систему отопления, так как в точку смешения поступает подмешивающая воды из отопления с тем же расходом.
Руководство по эксплуатации трм 32, пункт 4.3 «После снижения температуры обратной воды до значения (Тобр.max-∆) регулирование по уставке Туст.отоп (регулирование температуры подающей воды в систему отопления в зависимости от температуры наружного воздуха рис 4.1) автоматически восстанавливается и система переходит в режим нормальной работы»
Восстановление регулирования по уставке Туст.отоп и переход в режим нормальной работы может длиться бесконечно долго. Дело в том чтобы это произошло нужно устранить причины завышенной «обратки» В нашем случае причина увеличения температуры обратной воды это повышенный циркуляционный расход воды в системе отопления из-за снижения температуры теплоносителя в тепловой сети и уменьшить его можно только двумя способами: 1- повысить температуру прямой воды в теплосети до температурного графика при котором происходило регулирование системы отопления; 2 - уменьшить расход подмешивающего насоса. Повышение температурного графика можно ждать до конца отопительного сезона, поэтому в случае с трм 32 необходимо перевести регулирование на уставку Туст.отоп спуститься в подвал и прижать напорную задвижку подмешивающего насоса, то есть уменьшить расход подмешивающего насоса до приведения температуры «обратки» согласно температурного графика. Влияние режима защиты системы отопления от превышении температуры обратной воды на температуру внутреннего воздуха помещений в технологических схемах с применением существующих электронных регуляторов на примере однотрубных (а) и двухтрубных (в) систем отопления рис 1.
Рис 1
Рассмотрим пример из руководства по эксплуатации ТРМ 32: температурный график системы отопления 95-70℃, наружная температура воздуха при -25℃ , Тобр. max = 76℃ - температура обратной воды по температурному графику 70℃, температура внутреннего воздуха помещений 20℃.
В однотрубной системе отопления при повышении температуры обратной воды Т2 выше температурного графика температура внутреннего воздуха будет выше расчетной в помещениях 4,5,6 при норме в первых по ходу теплоносителя 1,2,3. При достижении Т2 выше Тобр.max = 76℃ включается режим защиты системы отопления от превышении температуры обратной воды, в результате которого уменьшается расход теплоносителя из тепловой сети и соответственно снижается температура подающей воды Т1, что приводит к снижению температуры внутреннего воздуха ниже нормы в помещениях 1,2,3. Следовательно, чтобы температура помещений 1,2,3 была в норме нужно перегревать помещения 4,5,6. При двухтрубной системе средняя температура радиаторов составляет 82,5℃ при температуре воздуха в помещении 20℃. При превышении температуры обратной воды до 76℃ средняя температура радиаторов составит 85,5℃ и температура воздуха в помещениях1,2,3 станет выше нормы. Защита по обратной температуре снизит «обратку» до нормы 70℃, но и снизит температуру подающей воды до 89℃. Средняя температура радиаторов 79,5℃ и температура воздуха в квартире будет ниже нормы. Для того чтобы получить заданную температуру воздуха 20℃ средняя температура радиаторов должна быть 82,5℃ что соответствует подающей воды 92℃ и температуре обратной воды 73℃, что выше температурного графика. Теоретически при двухтрубной системе можно получить заданный температурный режим в помещении, но без контроля температуры внутреннего воздуха в помещениях эта задача не решаема, но температура обратной воды все равно останется выше графика.
Вывод. Комфортный тепловой режим помещений при минимальном потреблении тепловой энергии с одним регулятором подающей воды создать невозможно. Режим защиты системы отопления от превышения температуры обратной воды приводит к повышенному расходу тепловой энергии, увеличивает расход электрической энергии на перекачку теплоносителя от источника тепла до потребителя, разрегулировку гидравлического режима тепловых сетей , и как итог увеличение оплаты за потребленное тепло, хотя эти избытки тепла «улетают в форточку». И все для того чтобы Энергонадзор не смог применить штрафные санкции при превышении температуры «обратки» выше 3℃, согласно Правил пользования тепловой энергией, пункт 9.3.3. Не слишком ли велика цена за такую «защиту».
Для комфортного теплового режима квартир с минимальном потреблением тепловой энергии при использовании существующих электронных регуляторов отечественных и зарубежных производителей необходима постоянная ручная корректировка дежурным персоналом в узле управления системы отопления расхода подмешивающего насоса для поддержания температуры обратной воды по принятому температурному графику.
Запатентованная технология отпуска тепловой энергии по патенту на изобретение № 2673758 «Автоматизированный индивидуальный тепловой пункт с зависимым присоединением системы отопления и закрытой системой горячего водоснабжения (АИТП).
Для полной автоматизации отпуска тепла в технологическую схему ИТП введен второй автоматический регулятор температуры обратной воды (РТОВ) в виде смесительного насоса 6 с частотным преобразователем и датчик температуры внутреннего воздуха в помещении 12.
Рис 2
Автоматизированный индивидуальный тепловой пункт с зависимым присоединением системы отопления и закрытой системой горячего водоснабжения включает:
1 – прямой трубопровод тепловой сети, 2 - обратный трубопровод тепловой сети, 3 - подающий трубопровод системы отопления, 4 - обратный трубопровод системы отопления, 5 - электронный регулятор температуры внутреннего воздуха в помещении и горячего водоснабжения, 6 - подмешивающий насос с изменяющейся частотой вращения для регулирования температуры обратной воды системы отопления, 7 - регулятор температуры подающей воды системы отопления, 8 - датчик температуры прямой воды тепловой сети, 9 - датчик температуры подающей воды системы отопления, 10 - датчик температуры обратной воды системы отопления, 11 – датчик температуры наружного воздуха Тнв, 12 - датчик температуры внутреннего воздуха в помещении Твн, 13 - первая ступень водоподогревателя горячего водоснабжения, 14 – вторая ступень водоподогревателя горячего водоснабжения, 15 – подмешивающий насос с изменяющейся частотой вращения для регулирования температуры циркуляционной воды горячего водоснабжения, 16 – циркуляционный трубопровод горячего водоснабжения, 17 – датчик температуры циркуляционной воды Тцв, 18 – датчик температуры обратной воды тепловой сети, 19 – датчик температуры воды на горячее водоснабжение Тгв, 20 – регулятор температуры воды на горячее водоснабжение, 21 - трубопровод горячего водоснабжения.
Схема АИТП (патент № 26737858) состоит из двухходового электромагнитного клапана 7 (регулятор температуры подающей воды РТПВ), который с помощью ЭР 5 и датчика 9 поддерживает заданную температуру подающей воды, насоса с изменяемой частотой вращения 6 (регулятор температуры обратной воды РТОВ), который с помощью ЭР 5 и датчика 10 поддерживает температуру обратной воды. В электронный регулятор 5 введен сигнал от датчика температуры внутреннего воздуха в помещении 12, с помощью которого при несоответствии фактической температуры воздуха в помещении заданному значению корректируется температурный график. Такая схема при любых возмущениях тепловой сети (изменение давления в прямом и обратном трубопроводах, температуры) поддерживает заданные температуры подающей и обратной воды в системе отопления. Надо отметить, что алгоритм действия автоматики при установке смесительного насоса на подающем или обратном трубопроводе системы отопления будет таким же как при установке насоса на «перемычке» по схеме.
Введение РТОВ позволяет автоматизировать пуск системы отопления в работу и выполнять автоподстройку температурного режима СО в отопительном периоде. Автоподстройка - это автоматическая корректировка температуры обратной воды в соответствии с температурным графиком за счет увеличения или уменьшения циркуляционного расхода системы отопления при помощи изменения частоты вращения подмешивающего насоса.
Автоматика действует просто и эффективно.
Электронный регулятор 5 на основании показаний датчиков температуры подающей воды 9 и наружного воздуха 11 при помощи регулятора подающей воды 7 постоянно поддерживает температуру подающей воды согласно температурного графика, а по результатам показаний датчиков температуры обратной воды 10 и наружного воздуха 11 при помощи регулятора температуры обратной воды 6 регулируется «обратка» по графику изменением частоты вращения насоса. Если регулирование подающей воды происходит постоянно в любой момент времени, то корректировка «обратки» происходит через определенный интервал времени необходимый для прогрева системы отопления.
Автоматическое регулирование температуры обратной воды в системе отопления.
Через определенный интервал времени электронный регулятор производит замер температуры обратной воды. Допустим, что температура «обратки» выше, чем необходимо по графику. Это означает что циркуляционный расход в системе отопления выше расчетного. В этом случае производится пересчет частоты вращения насоса и по команде подмешивающий насос 6 переходит на новую расчетную частоту. В случае этого примера меньшую, чем была. Через тот же интервал снова производится замер и если температура «обратки» в норме, то насос будет работать с той же частотой до следующего замера. Контроль температуры обратной воды происходит через определенные интервалы круглосуточно и при необходимости производится ее корректировка. При этом температура подающей воды поддерживается постоянно в течение суток по температурному графику и все изменения расхода подмешивающей воды регулятор подающей воды компенсирует изменением расхода теплоносителя из тепловой сети. В данной технологической схеме РТОВ выполняет функции ведущего регулятора, а РТПВ – ведомого.
Режим защиты системы отопления от превышения температуры обратной воды применяемый во всех существующих электронных регуляторах при такой технологии не нужен. Электронный регулятор через каждые 30 минут будет производить замеры температуры обратной воды и при необходимости производить регулировку.
Регулирование температуры внутреннего воздуха в квартирах.
Поддержание проектного температурного графика в системе отопления не означает, что внутренняя температура воздуха в помещении будет заданная. Для чего в технологии предусмотрена корректировка температурного графика по результатам замера температуры воздуха в помещении датчиком 12. При повышении теплового режима в помещении температурный график для системы отопления снижается и наоборот. Причем уменьшается не только температура подачи, но и «обратки» по тем же законам по которым температурные графики рассчитываются. Это позволяет изменить температурный напор каждого нагревательного элемента на одну и ту же величину, что и позволяет одинаково изменить температуру воздуха во всех помещениях. Пример. Система отопления рассчитана на температурный график 105-70°С. В процессе эксплуатации температура воздуха в помещении выше нормы на 2℃. График отопления скорректирован на 100-67℃. Таким образом, для каждого потребителя автоматически подбирается индивидуальный температурный график.
Область применения изобретений № 2673758, 2607775, 2678225 Изобретение №2673758. Применяются в системах теплоснабжения с температурными графиками тепловых сетей выше температурных графиков систем отопления с зависимым присоединением системы отопления и закрытыми системами горячего водоснабжения. Конструктивная особенность: регулятор температуры подающей воды электромагнитный клапан, регулятор температуры обратной воды насос с изменяющейся частотой вращения. Такая схема позволяет исключить поступление высокотемпературного теплоносителя в систему отопления в автоматических запусках при крайне низких температурах наружного воздуха
Изобретение №2607775. Применяются в системах теплоснабжения с одинаковыми температурными графиками тепловых сетей и систем отопления в системах отопления с зависимым присоединением системы отопления с закрытыми системами горячего водоснабжения. Конструктивная особенность: регулятор температуры подающей воды насос с изменяющейся частотой вращения, регулятор температуры обратной воды электромагнитный клапан. Такая схема в отличии от изобретения № 2673758 позволяет работать при одинаковых температурах подающей воды тепловых сетей и системы отопления, отключив «частотники», которые работают на период срезки температурных графиков в отопительный период.
Изобретение №2678225. Применяются в системах теплоснабжения с одинаковыми температурными графиками тепловых сетей и систем отопления без горячего водоснабжения при подаче тепловой энергии на отопление от ЦТП и котельных.
Конструктивная особенность: в отпуске тепла участвует один регулятор температуры обратной воды.
Представленные изобретения позволяют создать все модификации электронных регуляторов с полной автоматизацией отпуска тепловой энергии в автоматизированных индивидуальных тепловых пунктах для всех существующих систем теплоснабжения.
За счет чего достигается экономия тепловой энергии?
1. Равномерное распределение тепловой энергии по помещениям внутри здания за счет соблюдения расчетного температурного графика в системе отопления. Температура подающей воды в систему отопления поддерживается регулятором температуры подающей воды (эта функция в существующих электронных регуляторов имеется), а температура обратной воды – регулятором температуры обратной воды (ввиду его отсутствия у существующих электронных регуляторов выполняется вручную, что требует больших трудозатрат в процессе эксплуатации и приводит к отклонению температуры «обратки» от нормы, неравномерному «перегреву» помещений).
2. Даже при соблюдении температурного графика в силу различных причин (завышение поверхностей нагрева, отклонение теплофизических свойств ограждающих поверхностей от расчетных значений, применение энергосберегающих технологий при ремонте зданий и т.д.) температура воздуха в квартирах может не соответствовать заданной. В этом случае предусмотрена ее корректировка по сигналу от датчика 12 при помощи автоматического перехода системы отопления на другой температурный график.
3. Простота в эксплуатации. Управление системой отопления осуществляется заданием необходимой температуры внутреннего воздуха в помещении. Все остальное выполнит автоматика. Через смартфон домком (собственник) может установить необходимые значения температуры в течение суток и сэкономить тепло, особенно в ночное время.
Что дает применение запатентованной технологии?
1. Снизить потребление тепловой энергии без нарушения заданного комфортного теплового режима квартир в сравнении с применяемыми в настоящее время технологиями. Применение энергосберегающих технологий при ремонте зданий без автоматической корректировки температурного графика системы отопления неизбежно приведет к перегреву зданий и «утечек тепла через форточки» Режим защиты системы отопления от превышения температуры обратной воды у существующих электронных регуляторов автоматически начинается при превышении «обратки» на 3 градуса выше графика из-за штрафных санкций Энергонадзора, поэтому применение новой технологии позволит снизить «обратку» на 3 градуса до температурного графика. Здания имеют запас теплопроводности стен по теплоотдаче тепловой энергии в окружающую среду через наружные стены, что позволяет еще снизить температуру обратной воды на 3℃ ниже графика. Расчет экономии тепла в АИТП произведем на среднюю температуру наружного воздуха -8℃ за отопительный период. Потребители тепла за счет снижения температуры обратной воды на 6℃ сэкономят 10,2 % тепла. Рис 3. По пункту 9.3.4. «Правил пользования тепловой энергией» снижение температуры обратной воды ниже графика на 3 градуса снижает оплату тепла на 11%. Итого платежи уменьшатся на 21,1%.
Рис 3
Предполагаемая эффективность рассчитана, еще раз напоминаю, после замены существующих любых электронных регуляторов на электронные регуляторы по изобретению № 26737858. Если устанавливать в ИТП, где нет вообще автоматики, то эффективность будет намного выше.
2. Снизить температуру обратной воды из системы отопления.
Снижение температуры обратной воды уменьшает расход теплоносителя в тепловых сетях и экономит электроэнергию на его перекачку. Так, например, снижение «обратки» на 3℃ уменьшает расход электроэнергии в 1,11 раза. Технология АИТП позволяет совместно с приборами учета тепловой энергии определить тепло, которое не оплачивается потребителем согласно «Правил пользования тепловой энергией» пункт 9.3.4. «Потребитель, осуществляющий мероприятия, направленные на более полное использование тепла, получаемого от ТЭЦ, и снижающий тем самым температуру обратной сетевой воды ниже температуры, предусмотренной графиком, не оплачивает энергоснабжающей организации за то количество тепловой энергии, которое он использовал за счет такого снижения.»
Технология позволяет получить мгновенный эффект: утеплил дом - снизил потребление тепла, снизил температуру «обратки» ниже температурного графика - меньше заплатил согласно «Правил пользования тепловой энергией»
3 Автоматически запустить систему отопления с регулировкой теплового режима помещений, а при 100% установке у потребителей и наладку гидродинамического режима тепловых сетей без вмешательства эксплуатационного персонала в течение двух часов после запуска тепловых сетей. Наладка и поддержание гидравлического режима тепловых сетей трудоемкая операция, требующая постоянный контроль и выполнения необходимых мероприятий по поддержанию требуемых перепадов давления для устойчивой работы систем отопления в течение всего отопительного сезона. Цель этих мероприятий отрегулировать температуру обратной воды в соответствие с температурным графиком системы отопления при помощи корректировки отверстий шайб, сопел, а также регулирование вручную расхода смесительного насоса в ИТП, оборудованными выпускаемыми в настоящее время электронными регуляторами отопления всех известных фирм.
4. При 100% установке АИТП у потребителей тепла можно применять количественное регулирование отпуска тепловой энергии в системе теплоснабжения. Запатентованная технология позволяет поддерживать заданные параметры системы отопления при отклонениях параметров тепловой сети (температура прямой воды и располагаемый напор), что позволяет отказаться от качественного температурного графика тепловых сетей. На практике это будет выглядеть следующим образом. Тепловая сеть работает по температурному графику 150-70℃. При температуре наружного воздуха -20℃ температура теплоносителя составляет 112℃. На источнике тепла увеличиваем температуру прямой воды до 136℃, что соответствует температуре наружного воздуха -32℃. В диапазоне наружных температур от -20℃ до 32℃ температура теплоносителя будет в любое время суток постоянна и равна 136℃. При температуре наружного воздуха -20℃ расход теплоносителя в тепловой сети снижается в 1,3 раза, что позволит снизить напор воды в прямом трубопроводе у источника тепла в 1,69 раза, расход электроэнергии на перекачку теплоносителя сократится в 2,19 раза. Кроме того, тепловая сеть не будет испытывать дополнительного напряжения металла труб от температурного расширения трубопроводов при ежесуточной корректировке температурного графика, что увеличивает срок их службы.
5. Полная автоматизация отпуска тепла в АИТП позволит автоматизировать и систему теплоснабжения города. Действительно, о какой автоматизации можно говорить, если вручную необходимо крутить задвижки в подвале. Уровень автоматизации системы теплоснабжения города определяется степенью автоматизации индивидуальных тепловых пунктов. Применение предложенной технологии создаст условия для разработки программного продукта по автоматизации всех процессов системы теплоснабжения: начало и окончание отопительного сезона, регулировка гидравлического режима тепловых сетей, режимы подачи тепла при различных аварийных ситуациях и т.д. Например, при аварии на трубопроводе можно временно автоматически перераспределить потоки сетевой воды тепловой сети по команде с диспетчерского пункта за счет массового отключения горячей воды и уменьшения потребления тепла на отопление, уменьшив температуру воздуха в помещении.
6. Снижение тарифа на тепловую энергию. Применяя количественное регулирование отпуска тепловой энергии можно в разы уменьшить потребление электрической энергии на перекачку теплоносителя.
Техническое задание на разработку электронного регулятора отопления по запатентованной технологии № 26737558.
Таблица 1
Используемые формулы.
Т1 = (1+uр)*Т3-uр*Т4 (формула 1)
Т3 = Твн+0,5*(Т3р – Т4р)*((Твн –Тнв)/(Твн– Тнр))+0,5*(Т3р+ Т4р – 2Твн)*((Твн – Тнв)/(Твн – Тнр))^1/(1+n) (формула 2)
Т4 = Т3 – (Т3р – Т4р)*((Твн – Тнв)/(Твн – Тнр)) (формула 3)
Uр = (Т1р – Т3р)/(Т3р – Т4р) (формула 4)
Т3 = Твн+0,5*(Т3п – Т4п)*((Твн –Тнв)/(Твн– Тнр))+0,5*(Т3п+ Т4п – 2Твн)*((Твн – Тнв)/(Твн – Тнр))^1/(1+n) (формула 5)
Т4= Т3– (Т3п – Т4п)*((Твн – Тнв)/(Твн – Тнр)) (формула 6)
Q = Gобр*(Т470 – Т2ф) формула 7
∆Т = Т470 – Т2ф формула 8
F2 =Кч*F1*((Т3ф-Т4ф)*(Т3+Т4-2Тнв))/((Т3-Т4)*(Т3ф+Т4ф-2Тнв)) формула 9
Т3р = Т3п −Кп*∆Тв ∗(Т3п-Твн)/(Твн -Тнр) (формула 10)
∆Тв = Твнф - Твн (формула 11) Т4р = Т4п – Ко*∆Тв*(Т4п-Твн)/(Твн-Тнр) (формула 12)
Дополнительные требования к автоматике.
1. При прекращении электроснабжения в АИТП а также при выходе из строя смесительных насосов существующая автоматика в целях исключения возможности попадания в систему отопления теплоносителя с температурой свыше 105°С для однотрубных и 95°С для двухтрубных систем должна полностью закрыть электромагнитный клапан 7.
2. Исключить возможность попадания в систему отопления теплоносителя с температурой свыше 105°С для однотрубных и 95°С для двухтрубных систем при выходе из строя смесительных насосов и прекращения электроснабжения.
3. Предусмотреть автоматическое включение резервных насосов.
4. Для анализа и регулирования отпуска тепла разработать программу управления работой автоматического индивидуального теплового пункта дистанционно, через смартфон и компьютер.
5. При полностью открытом электромагнитном клапане 7 (недостаточный располагаемый напор) блокируется изменение частоты вращения насоса 6 и корректировка температурного графика.
6. При прямой температуре тепловой сети равной температуре подающей воды в систему отопления выключается смесительный насос 6 и блокируется электромагнитный клапан 7.
7. В режиме анализ оператор не может вмешиваться в работу АИТП.
8. В режиме регулирование оператор войти может через пароль и получает возможность изменять данные Тгв, Тцв, Твн.
9. Использовать беспроводные датчики температуры внутреннего воздуха в помещении для передачи сигнала на электронный регулятор отопления.
В таблице 1 приведен алгоритм электронного регулятора на базе математических формул с полной автоматизацией отпуска тепловой энергии в индивидуальных тепловых пунктах потребителей тепла централизованных систем теплоснабжения. Признаками полной автоматизации является наличие насоса с изменяющейся частотой вращения и автоматический пуск системы отопления на заданные параметры без вмешательства эксплуатационного персонала при условии заполнения водой системы отопления через обратный трубопровод и удаления воздуха из верхних точек трубопроводов. Применяемые в настоящее время полуавтоматические технологии являются лишним этапом перехода от элеваторных систем к полностью автоматизированным системам отпуска тепла, и со временем потребуется их замена. Потребители тепловой энергии, особенно это касается жителей многоквартирных жилых домов осуществляющих замену систем отопления за счет платы на капитальный ремонт, требуйте от управляющих компаний, депутатов всех уровней внедрение этой технологии, которая в первое время даст уменьшение оплаты за отопление, а в дальнейшем снижение тарифа на тепловую энергию. Займите активную гражданскую позицию. Есть спрос будет и предложение. Время на изготовление прототипа электронного регулятора 2-3 месяца. Буду информировать, какой организацией разрабатывается, и в какой стадии находится разработка электронного регулятора.
Предлагаю всем изготовителям подобной продукции перейти на новую технологию, а то потеряете свои рынки. Вся информация предоставлена. Будут вопросы по технологии - поясню. Внедрение технологии намного ускорится, если мэры городов, губернаторы, правительство РФ в схеме развития теплоснабжении города, своими решениями предусмотрят установку в тепловых пунктах только полностью автоматизированные технологии отпуска тепла.
