абонентский ввод системы теплоснабжения здания

Формула изобретения

Абонентский ввод системы теплоснабжения здания, содержащий подающий и обратный трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора, и нагревательные приборы, отличающийся тем, что элеватор установлен на подающем трубопроводе параллельно задвижке с электроприводом и регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и снабжен регулятором температуры, включающим регулятор температуры воздуха с датчиками температуры внутри и снаружи здания и регулятором температуры воды с датчиками температуры в подающем и обратном трубопроводах, причем регуляторы температуры воздуха и воды содержат взаимосвязанные блоки сравнения, задания, блоки нелинейной обратной связи, электронные и магнитные усилители, соединенные с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт электропривода задвижки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике теплоснабжения, а именно к централизованному теплоснабжению жилых и преимущественно общественных и промышленных зданий.

Известен абонентский ввод системы теплоснабжения здания (см. а.с. № 1000681, МКл. F24D 17/00, Бюл. № 8, 1983 г.), содержащий подающие и обратные трубопроводы системы отопления и горячего водоснабжения, верхнюю, нижнюю и дополнительную ступени водонагревателя с входными и выходными патрубками греющей и нагреваемой воды, смесительную установку системы отопления и запорно-регулирующую арматуру, при этом входной патрубок греющей воды дополнительной ступени водонагревателя соединен с подающим трубопроводом системы отопления после смесительной установки.

Недостатком является невысокая эффективность регулирования, связанная с потерями тепла сетевой воды и сложности гидравлического регулирования.

Известен абонентский ввод системы теплоснабжения здания по способу регулирования температуры воды в системе отопления с элеватором (см. а.с. № 1046580, МКл. F24D 3/00, Бюл. № 37, 1983 г.), содержащий подающие и обратные трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора, и нагревательные приборы.

Недостатком является перерасход сетевой воды в переходные периоды, когда допускается снижение нормировано необходимых температур системы отопления, как-то выходные и праздничные дни, а также нерабочие часы из-за невозможности регулирования количественного поступления теплоносителей через элеватор без изменения его давления, а это, как известно, ухудшает работу элеваторного узла и системы отопления в целом.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы системы теплоснабжения здания за счет экономичного расхода горячей воды в подающем трубопроводе путем автоматизированного регулирования подачи теплоносителя по гибкому графику регулирования температуры воздуха в здании с учетом нерабочего и ночного времени, выходных и праздничных дней на весь отопительный сезон.

Технический результат достигается тем, что абонентский ввод системы теплоснабжения здания содержит подающий и обратный трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора, и нагревательные приборы, при этом элеватор установлен параллельно задвижке с электроприводом на подающем трубопроводе и снабжен регулятором температуры, который соединен с датчиком температуры воздуха внутри и снаружи здания, датчиками температуры воды на подающем и оборотном трубопроводах, а также электрически связан с электроприводом задвижки на подающем трубопроводе.

На чертеже изображен предлагаемый абонентский ввод системы теплоснабжения здания.

Абонентский ввод системы теплоснабжения здания состоит из подающего 1 и обратного 2 трубопроводов тепловой сети, элеватора 3, задвижек 4 и 5, (подсоединения элеватора 3 к подающему 1 трубопроводу), нагревательных приборов 6 отапливаемого здания 7, задвижки 8 с электроприводом 9, установленной на подающем 1 трубопроводе параллельно элеватору 3 по ходу движения горячей сетевой воды, регулятора температуры 10, который соединен с датчиком температуры воздуха 11 внутри и с датчиком температуры воздуха 12 снаружи здания 7, а также с датчиком температуры воды 13 на подающем 1 и с датчиком температуры воды 14 на обратном 2 трубопроводах тепловой сети. При этом регулятор температуры 10 электрически связан с электроприводом 9 задвижки 8 на подающем 1 трубопроводе, а элеватор 3 трубопроводом 15 соединен с обратным 2 трубопроводом.

Элеватор 3 установлен на подающем трубопроводе 1 параллельно задвижке 8 с электроприводом 9 и регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт и снабжен регулятором температуры 10, включающим регулятор температуры воздуха 17 с датчиком температуры воздуха внутри 11 и датчиком температуры воздуха снаружи 12 отапливаемого здания 7, и регулятором температуры воды 18 с датчиком температуры 13 в подающем 1 и датчиком температуры 14 в обратном 2 трубопроводах. Причем регулятор температуры воздуха 17 и регулятор воды 18 содержат взаимосвязанные блоки сравнения 19 и 20, задания 21 и 22, блоки нелинейной обратной связи 23 и 24, электронные усилители 25 и 26 и магнитные усилители 27 и 28, соединенные с регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт электропривода 9 задвижки 8.

Абонентский ввод системы теплоснабжения преимущественно производственного здания работает следующим образом.

В рабочее время, в зависимости от нормированной температуры внутреннего воздуха в здании 7, синхронно открываются задвижки 4 и 5 до и после элеватора 3 при отрегулированной на заданный расход в подающем 1 трубопроводе горячей воды и открытой задвижке 8 с электроприводом 9 и на нагревательные приборы поступает необходимое количество подмешиваемой воды подающего 1 и оборотного 2 трубопроводов.

При наступлении нерабочего времени или выходных и праздничных дней для снижения расхода горячей воды тепловой сети с допустимым уменьшением температуры воздуха внутри здания 7 от датчика температуры 11 поступает сигнал в регулятор температуры 10, а именно в регулятор температуры воздуха 17, который в блоке сравнения 22 согласуется с сигналом от датчика температуры 12 наружного воздуха и становится большим, чем сигнал блока задания 22. В результате на выходе блока сравнения 20 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 26 одновременно с сигналом нелинейной обратной связи блока 24. Сигнал с выхода электронного усилителя 26 поступает на вход магнитного усилителя 28, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт электропривода 9 задвижки 8. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 26 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 28. В результате момент, передаваемый регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт от электропривода 9 на задвижку 8, уменьшается, прикрывая задвижку 8.

В результате по подающему 1 трубопроводу поступает меньшее количество горячей воды тепловой сети и в суммарный поток для нагревательных приборов 6 поступает большее количество воды из обратного 2 трубопровода, т.к. элеватор 3 остается под стабильным перепадом давления и температура воздуха внутри отапливаемого здания 7 уменьшается.

При переходе к рабочим часам осуществляется увеличение температуры воздуха внутри здания 7 до необходимой нормированной температуры. От датчика температуры воздуха 11 внутри здания поступает сигнал в регулятор температуры 10, а именно в регулятор температуры воздуха 17, который в блоке сравнения 22 согласуется с сигналом от датчика температуры 12 наружного воздуха и становится меньшим, чем сигнал блока задания 22. В результате на выходе блока сравнения 20 появляется сигнал положительной полярности, который поступает на вход магнитного усилителя 26 одновременно с сигналом нелинейной обратной связи блока 24. Сигнал с выхода электронного усилителя 26 поступает на вход магнитного усилителя 28, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 9 задвижки 8. Положительная полярность сигнала электронного усилителя 26 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 28. В результате, момент, передаваемый, регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт от электропривода 9 на задвижку 8, увеличивается, открывая ее для обеспечения поступления большего количества горячей воды тепловой сети с температурой, регистрируемой датчиком 13 на подающем 1 трубопроводе.

Регулятор температуры воздуха 17 периодически опрашивает датчик температуры воздуха 12 снаружи здания 7, не допуская уменьшение температуры воздуха внутри помещения ниже допустимой, и на основании соотношения сигналов, поступающих от датчика температуры 11 внутри и датчика температуры 12 снаружи здания, постоянно через регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт воздействует на электропривод 9 задвижки 8, приоткрывая или прикрывая ее для плавного регулирования поступающей горячей воды по подающему 1 трубопроводу тепловой сети при стабильной работе элеватора 3. В результате достигается снижение энергозатрат тепловой сети на теплоснабжение в нерабочие часы, праздничные и выходные дни.

Изменение температуры горячей воды в подающем 1 трубопроводе регистрируется датчиком температуры 13, изменение температуры охлажденной воды в обратном 2 трубопроводе регистрируется датчиком температуры 14. От датчика температуры 13 сигнал поступает регулятор температуры 10, а именно в регулятор температуры воды 18, где в блоке сравнения 19 согласуется с сигналом от датчика температуры 14 и в зависимости от соотношения температур воды в подающем 1 и в обратном 2 трубопроводах становится большим или меньшим, чем сигнал блока задания 21. В результате, на выходе блока сравнения 19 появляется сигнал отрицательной или положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 25 одновременно с сигналом нелинейной обратной связи блока 23. С выхода электронного усилителя 25 сигнал поступает на вход магнитного усилителя 27, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 9 задвижки 8. Отрицательная или положительная полярность сигнала электронного усилителя 25 вызывает уменьшение или, соответственно, увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 27. В результате, момент, передаваемый регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт от электропривода 9 на задвижку 8, уменьшает или, соответственно, увеличивает ее открытие, т.е. осуществляет регулирование теплоснабжения здания 7, поддерживая температурный график с экономией тепловой энергии, что приводит к снижению расчетного расхода воды на 20÷25% за счет оптимизации подачи тепла на нагревательные приборы 6 в различные периоды отопления здания 7.

Оригинальность предлагаемого технического решения изобретения заключается в том, что достигается снижение расхода горячей воды тепловой сети с поддержанием нормированной допустимой температуры внутреннего воздуха в соответствии с изменяющейся температурой наружного воздуха преимущественно для производственных зданий путем регулирования теплоснабжения по эксплуатационным показателям в рабочие и нерабочие часы, а также выходные и праздничные дни. Это обеспечивается автоматизированным регулированием соотношения горячей и подмешиваемой воды путем установки элеватора параллельно задвижке с электроприводом, расположенной на подающем трубопроводе, и снабжения абонентского ввода регулятором температуры, содержащим регулятор температуры воздуха с датчиками температуры воздуха внутри и снаружи здания и регулятор температуры воды с датчиками температуры горячей и подмешиваемой воды.