система управления приточной вентиляционной установкой с переключателем на режим экономичного теплопотребления

Формула изобретения

Система вентиляции, содержащая вентиляционную установку и присоединенную к ней систему автоматического управления, при этом вентиляционная установка включает вентилятор, теплообменник, установленный до или после вентилятора по ходу движения воздуха, подающий и отводящий трубопроводы теплообменника, присоединенные соответственно к подающей и обратной магистралям тепловой сети, регулирующий клапан, дополнительный трубопровод-перемычку, первый конец которого присоединен к обратной магистрали перед местом присоединения к ней отводящего трубопровода теплообменника по ходу движения теплоносителя, а второй конец дополнительного трубопровода-перемычки присоединен к подающему трубопроводу на теплообменник, дросселирующее устройство на подающем трубопроводе теплообменника перед регулирующим клапаном по ходу движения теплоносителя, дросселирующее устройство на обратной магистрали тепловой сети, установленное между местом присоединения к ней первого конца дополнительного трубопровода-перемычки и отводящего трубопровода теплообменника, система автоматического управления включает датчик температуры наружного воздуха, датчик температуры приточного воздуха и датчик температуры теплоносителя в отводящем трубопроводе теплообменника, измеритель-регулятор (контроллер), запрограммированный на управление режимом работы вентиляционной установки, отличающаяся тем, что дополнительно содержит обратный клапан, установленный на дополнительном трубопроводе-перемычке и пропускающий теплоноситель в направлении присоединения дополнительного трубопровода-перемычки к подающему трубопроводу на теплообменник, дросселирующее устройство, установленное на подающем трубопроводе теплоносителя к теплообменнику после места присоединения к нему дополнительного трубопровода-перемычки по ходу движения теплоносителя, а регулирующий клапан установлен на подающем трубопроводе к теплообменнику перед местом присоединения к нему дополнительного трубопровода-перемычки по ходу движения теплоносителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоснабжения приточных вентиляционных установок с водяным обогревом, используемых для подогрева проходящего через них наружного воздуха, предназначенного для подачи в системы вентиляции.

Известна система управления приточной установкой с водяным обогревом и регулирующим краном (САУ-1), каталог компании «ИННОВЕНТ», Москва, 2004, стр.84-85, предназначенная для автоматического регулирования температуры воздуха в помещениях. Приточная вентиляционная установка (ВУ) включает следующие признаки, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: вентилятор, калориферную установку (теплообменник) с подающим (ПТ) и отводящим (ОТ) трубопроводами, соединенными соответственно с подающей (ПМ) и отводящей (ОМ) магистралями теплосети. Система управления данной ВУ содержит датчик температуры наружного воздуха, датчик температуры приточного воздуха и датчик температуры теплоносителя (теплофикационная вода) после теплообменника, размещенные соответственно в канале воздухозабора до клапана наружного воздуха, в канале приточного воздуховода после теплообменника и на ОТ теплоносителя от теплообменника, регулирующий клапан с приводом для регулирования расхода теплоносителя на теплообменник, измеритель-регулятор микропроцессорный (ИР), выполняющий функцию управления ВУ.

ИР выполнен с возможностью включения и отключения вентилятора, снижения подачи теплоносителя в теплообменник из ПМ при отключенном вентиляторе за счет изменения положения регулирующего клапана.

Недостатки аналога по сравнению с заявляемой системой: в периоды времени, когда воздух на теплообменник не подается, теплоноситель на теплообменник продолжает расходоваться из ПМ в количестве порядка 10% от расчетного расхода. Теплоноситель в эти периоды времени используется только для предупреждения замораживания воды в трубках теплообменника, что приводит к завышению температуры теплоносителя в ОМ. Причина завышения температуры теплоносителя в ОМ заключается в том, что нижняя граница величины допустимого расхода теплоносителя на теплообменник ограничивается требованием п.7.8.2 б СНиП 41-01-2003: «скорость движения воды в трубках теплообменников обосновывать расчетом или принимать не менее 0,12 м/с при расчетной температуре наружного воздуха по параметрам Б и при 0°С». Данное требование СНиП технически обеспечивается наличием у регулирующего клапана обводной линии (байпаса) с дросселирующим устройством.

Известна система управления приточными вентиляционными установками, опубл. 27.09.2007, Бюл. № 27, выбранная в качестве прототипа для заявляемого устройства, предназначенная для автоматического управления приточными вентиляционными установками и при этом обеспечивающая возможность переключения теплоснабжения теплообменников ВУ с теплоносителя из ПМ на теплоноситель из ОМ при выключении всех ВУ, работа которых обеспечивается системой управления прототипа. В теплообменники для предотвращения их замораживания при отключенных ВУ подается теплоноситель из ОМ, тем самым сокращается расход теплоносителя из ПМ, сокращаются эксплуатационные затраты. Система управления приточными вентиляционными установками включает следующие признаки, совпадающие с существенными признаками заявляемого устройства: теплообменники с ПТ и ОТ теплоносителя на каждой из приточных вентиляционных установок, присоединенными соответственно к ПМ и ОМ теплосети; вентиляторы, посредством которых на теплообменники подается подогреваемый воздух; на ПТ к теплообменникам установлены дросселирующие устройства, ограничивающие расход теплоносителя из ПМ на теплообменники до расчетного значения; измеритель-регулятор; датчики температуры наружного и приточного воздуха и датчик температуры теплоносителя, установленные соответственно в каналах наружного и приточного воздуха каждой из приточных вентиляционных установок и на ОТ теплоносителя от теплообменника каждой из приточных вентиляционных установок; дополнительный трубопровод-перемычка, первым концом присоединенный к ОМ теплосети перед местом присоединения к ней первого ОТ теплообменника по ходу движения теплоносителя, а вторым концом присоединенный к общему ПТ теплоносителя на теплообменники; на ОМ между местом присоединения к ней первого конца дополнительного трубопровода-перемычки и первого по ходу движения теплоносителя ОТ установлено дросселирующее устройство.

Кроме того, система управления приточными вентиляционными установками включает следующие признаки, не совпадающие с существенными признаками заявляемого устройства: на каждой приточной вентустановке клапан для регулирования расхода теплоносителя установлен на ОТ от теплообменника, у каждого клапана имеется обводная линия (байпас); ИР выполнен с возможностью снижения подачи теплоносителя до заданного уровня в теплообменник каждой отключенной ВУ из ПМ за счет изменения положения соответствующего клапана на ОТ; прототип содержит трехходовый клапан (ТК) с приводом, причем первый входной и выходной патрубки ТК включены в разрыв общего ПТ теплоносителя на теплообменник каждой из ВУ, а второй входной патрубок присоединен ко второму концу дополнительного трубопровода-перемычки; щит управления дополнительно снабжен промежуточным реле управления приводом ТК; ИР выполнен с дополнительной возможностью: включения одной или нескольких из ВУ, и при этом включения привода ТК и перевода ТК в первое рабочее положение, при котором открыты первый входной и выходной патрубки ТК, а второй входной патрубок ТК перекрыт и в теплообменники каждой из ВУ подают теплоноситель из ПМ, и в это же время закрывания клапана на ОТ на одной или нескольких ВУ, находящихся в отключенном состоянии, после периода времени, когда все ВУ были отключены; открывания соответствующего клапана на ОТ при включении одной из ВУ и закрывания соответствующего клапана на ОТ при отключении одной из ВУ в период времени, когда включено более одной из ВУ; перевода всех клапанов на ОТ в открытое положение, и при этом переключения ТК во второе рабочее положение, при котором открыты второй входной и выходной патрубки ТК, а первый входной патрубок ТК перекрыт и в теплообменники каждой из ВУ подают теплоноситель из ОМ при отключении последней из работающих ВУ или одновременно всех ВУ.

Работа системы управления приточными вентиляционными установками предусматривает:

- в период, когда включены одна или несколько ВУ - контроль температуры теплоносителя в обратных трубопроводах теплоносителя после теплообменников включенных ВУ;

- в период, когда все ВУ выключены - контроль температуры теплоносителя в обратных трубопроводах теплоносителя после теплообменников всех выключенных ВУ.

Недостатки прототипа по сравнению с заявляемой системой:

1) при одной или нескольких включенных ВУ не предусматривается регулирование температуры приточного воздуха. Предполагается, что наличие дросселирующих устройств на подающих трубопроводах теплоносителя к теплообменникам ВУ обеспечивает подачу на данные теплообменники расчетного количества теплоносителя. Но данный фактор (наличие дросселирующих устройств) обеспечивает нагрев приточного воздуха до требуемой температуры на каждой ВУ только при соблюдении графика температуры сетевой воды от производителя тепловой энергии (далее - от ТЭЦ). График температуры сетевой воды от ТЭЦ далеко не всегда соблюдается, и значит, регулирование температуры приточного воздуха выполняется далеко не всегда надлежащим образом;

2) при одной или нескольких включенных ВУ не выполняется контроль температуры теплоносителя в обратных трубопроводах теплоносителя после теплообменников выключенных ВУ, хотя не исключена и для них опасность замораживания при засоре дросселирующих устройств на байпасах у регулирующих клапанов на ОТ после каждого теплообменника;

3) слишком сложная схема работы ИР, при которой необходимо наличие дорогостоящего контроллера.

Техническая задача: в период, когда приточная вентиляционная установка (ВУ) находится в выключенном состоянии (в дежурном режиме), сокращение расхода теплоносителя из ПМ, подаваемого на теплообменник этой ВУ, и снижение завышенной (по сравнению с графиком теплоносителя от ТЭЦ) температуры теплоносителя в ОТ от теплообменника. При этом - использование в качестве ИР штатного контроллера типа ТРМ33 или ТРМ133 в составе имеющей широкое применение системы автоматического управления САУ-1 российской компании «ИННОВЕНТ».

Технический результат: прекращение расходования теплоносителя из ПМ на теплообменник приточной вентиляционной установки в периоды времени, когда воздух на теплообменник не подается (теплоноситель в эти периоды времени используется только для предупреждения замораживания воды в трубках теплообменника), и за счет этого сокращение эксплуатационных затрат. Управление работой приточной вентустановки при этом осуществляется системой автоматического управления типа САУ-1 с ИР (контроллером) ТРМ33 или ТРМ133 без каких-либо изменений функциональной схемы работы данного ИР.

Поставленная техническая задача решается тем, что заявляется устройство, управляемое работающей в штатном режиме системой автоматического управления приточной вентиляционной установкой (ВУ), полностью соответствующей системе САУ-1 компании «ИННОВЕНТ» с ИР типа ТРМ33 или ТРМ133 без каких-либо изменений функциональной схемы работы данного ИР.

В отличие от прототипа заявляемое устройство дополнительно содержит обратный клапан, установленный на дополнительном трубопроводе-перемычке вместо трехходового клапана, и пропускающий теплоноситель в направлении присоединения дополнительного трубопровода-перемычки к подающему трубопроводу на теплообменник, дросселирующее устройство, установленное на подающем трубопроводе теплоносителя к теплообменнику после места присоединения к нему дополнительного трубопровода-перемычки по ходу движения теплоносителя; вместо клапана на обратном трубопроводе, регулирующий клапан установлен на подающем трубопроводе к теплообменнику перед местом присоединения к нему дополнительного трубопровода-перемычки по ходу движения теплоносителя.

Посредством использования всех существенных признаков заявляемого устройства при работе системы автоматического управления типа САУ-1 компании «ИННОВЕНТ» осуществляется при выключении ВУ переключением теплоснабжения теплообменника ВУ с теплоносителя из ПМ на теплоноситель из ОМ. В теплообменник для предотвращения замораживания в нем теплоносителя (сетевой воды) при отключенной ВУ подается теплоноситель из ОМ, тем самым сокращается расход теплоносителя из ПМ, сокращаются эксплуатационные затраты.

Заявляемое устройство поясняется фиг.1, на которой схематично изображен его общий вид.

Заявляемое устройство (см. фиг.1) состоит из теплообменника 1 с подающим трубопроводом 2 и отводящим трубопроводом 3, присоединенными соответственно к подающей 4 и обратной 5 магистралям теплосети, вентилятора 6 с электродвигателем 7 и пускателем электродвигателя 8. Посредством вентилятора 6 на теплообменник 1 подается подогреваемый воздух. На подающем трубопроводе 2 установлен двухходовой регулирующий клапан 9 с приводом 10. Между теплообменником 1 и обратной магистралью 5 теплосети установлен дополнительный трубопровод-перемычка 11. Первый конец дополнительного трубопровода-перемычки 11 присоединен к обратной магистрали 5 теплосети перед местом присоединения к ней отводящего трубопровода 3 теплообменника 1 по ходу движения теплоносителя. Второй конец дополнительного трубопровода-перемычки 11 присоединен к подающему трубопроводу 2 между двухходовым регулирующим клапаном 9 и теплообменником 1. На дополнительном трубопроводе-перемычке 11 расположен обратный клапан 12. На обратной магистрали 5 между местом присоединения к ней первого конца трубопровода-перемычки 11 и отводящего трубопровода 3 установлено дросселирующее устройство 13. На подающем трубопроводе 2 после места присоединения к нему дополнительного трубопровода-перемычки 11 по ходу движения теплоносителя установлено дросселирующее устройство 14 для обеспечения необходимого давления в месте присоединения к подающему трубопроводу 2 дополнительного трубопровода-перемычки 11. Кроме того, на подающем трубопроводе 2 к теплообменнику 1 перед регулирующим клапаном 9 по ходу движения теплоносителя установлено штатное дросселирующее устройство 15, ограничивающее расход теплоносителя из подающей магистрали 4 на теплообменник 1 до расчетного значения с запасом порядка 10-20% на возможный недогрев теплоносителя, поступающего от ТЭЦ. В канале воздухозабора наружного воздуха 16 установлен первичный преобразователь системы управления - датчик температуры наружного воздуха 17, а на отводящем трубопроводе 3 теплоносителя от теплообменника 1 датчик температуры теплоносителя 18. В канале приточного воздуховода 19 после теплообменника 1 по ходу движения воздуха установлен датчик температуры приточного воздуха 20. Для управления работой приточной вентиляционной установки (ВУ) предусмотрена система автоматического управления типа САУ-1 со щитом управления 21 и измерителем-регулятором 22 (контроллер типа ТРМ33 или ТРМ133). Для измерителя-регулятора 22 соответствующими настройками задаются параметры графика температуры в отводящем трубопроводе после теплообменника с некоторой поправкой, а именно: значения температуры в отводящем трубопроводе после теплообменника в точках излома графика задаются на 5-10°С ниже требуемых значений для графика температуры обратной сетевой воды от ТЭЦ.

Кроме того, другими настройками обеспечивается срабатывание защиты от замораживания теплообменника, если при минусовых температурах наружного воздуха температура теплоносителя в ОТ от теплообменника станет ниже значения +30°С. Как показывает практика, выполнение данного условия (наряду с выполнением требования п.7.8.2б СНиП 41-01-2003 о минимально допустимой скорости движения теплоносителя в трубках теплообменника) обеспечивает надежную защиту от замораживания теплообменника при минусовых температурах наружного воздуха.

К подающей 4 и обратной 5 магистралям теплосети через элеваторный узел 23 присоединена система отопления 24 здания.

При конкретном выполнении заявляемого устройства, кроме штатного оборудования системы управления типа САУ-1, дополнительно использовано следующее оборудование:

- обратный клапан RK 41 фирмы GESTRA - каталог DBL_810860_00_RK41_ru_pdf.mht.

Заявляемое устройство действует следующим образом: при выключении приточной вентустановки ВУ и переводе ее в дежурный режим прекращается движение воздуха через теплообменник 1. При этом начинает повышаться температура теплоносителя в ОТ 3 после теплообменника 1 и ввиду этого в соответствии с командой от ИР 22 регулирующий клапан 9 начинает закрываться. В связи с этим давление в месте присоединения к подающему трубопроводу 2 дополнительного трубопровода-перемычки 11 начинает снижаться и в какой-то момент оно снижается до значения, при котором открывается обратный клапан 12 на дополнительном трубопроводе-перемычке 11, пропускающий теплоноситель в направлении от ОМ 5 к подающему трубопроводу 2, и в подающий трубопровод 2 начинает подмешиваться теплоноситель, поступающий из ОМ 5 через дополнительный трубопровод-перемычку 11. Дросселирующее устройство 14 на подающем трубопроводе 2 рассчитано таким образом, чтобы обратный клапан 12 на дополнительном трубопроводе-перемычке 11 открывался только при закрывании регулирующего клапана 9 на подающем трубопроводе 2 на величину, которая столь значительна, что такое закрывание было бы невозможно при работе регулирующего клапана 9 в рабочем режиме при регулировании температуры приточного воздуха.

Кроме того, соответствующими настройками ИР 22 (по части параметров графика температуры теплоносителя в отводящем трубопроводе теплоносителя от теплообменника 1, о чем упоминалось выше) обеспечивается в данной ситуации полное закрывание регулирующего клапана 9 на подающем трубопроводе 2 к теплообменнику 1. Таким образом, при переводе системы управления приточной установкой в дежурный режим достигается переключение теплообменника 1 с теплоснабжения из подающей магистрали 4 теплосети на теплоснабжение из обратной магистрали 5 теплосети. При этом на теплообменник 1 будет поступать теплоноситель, идущий от системы отопления здания. Скорректированный в сторону уменьшения на 5-10°С и заведенный в настройки измерителя-регулятора график температуры обратной сетевой воды от ТЭЦ, как правило, обеспечивает стабильную работу системы автоматики в дежурном режиме. Срабатывание защиты от замораживания при соблюдении графика подачи теплоносителя от ТЭЦ и при нормальном состоянии утепленного клапана на линии воздухозабора приточной вентиляционной установки при этом, как правило, не происходит. При этом выполнение вышеупомянутого требования СНиП 41-01-2003 по части скорости движения теплоносителя в трубках теплообменника обеспечивается дросселирующим устройством 13. Размер отверстия дросселирующего устройства 13 обеспечивает подачу в дежурном режиме на теплообменник 1 необходимого количества теплоносителя из обратной магистрали 5 теплосети, при котором будет обеспечена требуемая скорость движения теплоносителя в трубках теплообменника 1.

При включении приточной вентустановки ВУ (или при срабатывании защиты от замораживания теплообменника 1) от измерителя-регулятора 22 подается команда на открывание регулирующего клапана 9. При этом давление в подающем трубопроводе 2 на участке присоединения к нему дополнительного трубопровода-перемычки 11 начинает возрастать и в какой-то момент оно возрастает до значения, при котором закрывается обратный клапан 12 на дополнительном трубопроводе-перемычке и теплоноситель на теплообменник 1 через дополнительный трубопровод-перемычку 11 с этого момента времени прекращает поступать. Теплоноситель из подающей магистрали 4, пройдя через регулирующий клапан 9, поступает на теплообменник 1. Перетоку теплоносителя из подающего трубопровода 2 через дополнительный трубопровод-перемычку 11 в обратную магистраль 5 препятствует установленный на трубопроводе-перемычке 11 обратный клапан 12. Поступление на теплообменник 1 теплоносителя из подающего трубопровода 2 продолжается до тех пор, пока не закроется регулирующий клапан 9 (после выключения приточной установки ВУ или после прогрева в дежурном режиме теплообменника 1 для предотвращения его замораживания). И т.д.

Следует отметить, что наличие на заявляемом устройстве дросселирующего устройства 13 несколько увеличивает гидравлическое сопротивление системы отопления здания. Поэтому влияние дросселирующего устройства 13 должно быть скомпенсировано некоторым увеличением, в соответствии с расчетом, отверстия сопла элеватора на системе отопления здания.

Заявляемое устройство выполнено в марте 2011 г. на одном из объектов в г.Саров. Расчет дросселирующих устройств 13 и 14 (см. фиг.1, 2), а также дополнительного дросселирующего устройства 25 (см. фиг.2) выполнен по программе, которая составлена для случая, когда заявляемое устройство предусматривается для комплекса из нескольких приточных вентиляционных установок, каждая из которых оборудована системой автоматики типа САУ-1 компании «ИННОВЕНТ». При этом дополнительный трубопровод-перемычка 11 является общим с разветвлением на каждую приточную вентустановку так называемого комплекса. Дополнительное дросселирующее устройство 25 необходимо для уравнивания гидравлических сопротивлений участков разветвления дополнительного трубопровода-перемычки 11 на отдельные приточные вентиляционные установки вышеупомянутого комплекса. На фиг.2 показан только фрагмент заявляемого устройства, т.е. ответвление дополнительного трубопровода-перемычки 11 на одну из приточных вентустановок данного комплекса, далее именуемую как П-3.

Программой предусмотрена возможность расчета дросселирующих устройств 13, 14 и 25 таким образом, чтобы при любом сочетании режимов работы отдельных приточных вентустановок (с заявляемым устройством на каждой из них и дополнительным трубопроводом перемычкой 11 с разветвлениями на каждую приточную вентустановку) была бы обеспечена устойчивая работа заявляемого устройства на каждой приточной вентустановке. Например, любая из приточных вентустановок или несколько приточных вентустановок включены, а остальные находятся в дежурном режиме. При этом срабатывание обратного клапана 12 (открывание или закрывание) предполагается при относительном расходе теплоносителя через теплообменник 1 отключаемой или включаемой приточной вентустановки, составляющем величину, находящуюся в интервале значений, равноудаленных от предельно допустимых значений. Последние составляют: 25-60% от расчетного расхода теплоносителя при включенной приточной вентустановке. Данный интервал принят с запасом на погрешности (не более чем в 2 раза в большую или меньшую сторону от истинного значения) при определении гидравлических сопротивлений расчетных участков Н_i (см. ниже) сети трубопроводов подводки к теплообменнику приточной вентустановки, для которой рассчитываются дросселирующие устройства 13, 14 и 25. Этим условием обеспечивается устойчивая работа заявляемого устройства. Для большинства реальных приточных вентиляционных установок вышеупомянутое требование по части допустимого интервала моментов срабатывания обратного клапана 12 вполне выполнимо, что делает возможной промышленную применимость заявляемого устройства.

Ниже - пример расчета по данной программе для реальной приточной вентустановки П-3 (далее - на П-3) из так называемого комплекса, на котором в марте 2011 г. внедрено заявляемое устройство. Как следует из примера, момент срабатывания обратного клапана 12 на П-3 находится в интервале значений: 0.35-0.5 (в зависимости от того, сколько других приточных вентустановок данного комплекса включено в момент перехода П-3 в дежурный режим или в момент включения П-3). Термином «циркуляционный» в расчете обозначены соответствующие расходы теплоносителя на теплообменники через дополнительный трубопровод-перемычку из системы отопления здания.

Необходимо отметить, что расчет для П-3 выполнен без учета гидравлического сопротивления дополнительного дросселирующего устройства 25. Для данного комплекса приточных вентустановок принято, что гидравлическое сопротивление ответвления дополнительного трубопровода-перемычки 11 на приточную вентустановку П-3 наибольшее по сравнению с аналогичными ответвлениями на другие приточные вентустановки комплекса. Поэтому при расчете дросселирующих устройств на П-3 величина гидравлического сопротивления дросселирующего устройства 25 принята равной нулю.

Гидравлический расчет циркуляционной линии заявляемого устройства для П-3 на «объекте»

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Gц1=0.21 (циркуляционный расход теплоносителя на приточную установку П-3, т/ч);

Gц2=1.19 (суммарный циркуляционный расход теплоносителя на приточные установки П-1, П-2, П-5, П-6 из обратного трубопровода, т/ч);

Gp1=1.05 (расчетный расход теплоносителя на приточную установку П-3 из подающего трубопровода, т/ч);

Gp2=5.95 (суммарный расчетный расход теплоносителя на приточные установки П-1, П-2, П-5, П-6 из подающего трубопровода, т/ч);

Gф1 - фактический расход теплоносителя на приточную установку П-3 в момент срабатывания (открывания) обратного клапана 12, т/ч);

Н1=5 (гидравлическое сопротивление 1-го участка (участок В-С на фиг.2) циркуляционного кольца на П-3 при расходе: (Gц1+Gц2), кгс/м²);

Н2=107.7 (гидравлическое сопротивление 2-го участка (участок С-Д на фиг.2) циркуляционного кольца на П-3 при расходе Gц1, кгс/м²);

Н3=55 (гидравлическое сопротивление 3-го участка (участок Д-Е на фиг.2) циркуляционного кольца на П-3 при расходе Gц1, кгс/м²);

Н4=0.0004 (гидравлическое сопротивление 4-го участка (участок Е-А на фиг.2) циркуляционного кольца на П-3 при расходе: (Gp1+Gp2), бар (именно (Gp1+Gp2), а не (Gц1+Gц2));

Примечание: величины Н1÷ Н4 определены с коэффициентом запаса К=1,5.

НрD14 - гидравлическое сопротивление дросселирующего устройства 14 при расходе Gp1, кгс/м²;

G_ОТ =4,5 (расчетный расход теплоносителя на систему отопления здания, т/ч);

Р_а=3 (давление в точке А системы теплоснабжения, бар);

_ОК=0,0025 (давление открытия для обратного клапана 12, бар);

Д_ОТВ14 - расчетный диаметр отверстия дросселирующего устройства 14, мм;

НцD14 - гидравлическое сопротивление дросселирующего устройства 14 при расходе Gц1, кгс/м²;

Нц.общ - суммарное гидравлическое сопротивление на участках 1, 2, 3 при расходе Gц1, кгс/м²;

GpDD13 - расход теплоносителя через дросселирующее устройство 13 при работе в дежурном режиме всех приточных вентустановок, т/ч;

Д_ОТВ13 - расчетный диаметр отверстия дросселирующего устройства 13, мм;

Т - расход теплоносителя через участок В-С (см. фиг.2) в ситуации, когда в дежурном режиме находятся все приточные вентустановки, кроме П-3, т/ч;

G1 - отношение: Gф1/Gp1 в момент открывания обратного клапана 12 для ситуации, когда П-3 переходит в дежурный режим последней из приточных вентустановок;

G2 - отношение: Gф1/Gp1 в момент открывания обратного клапана 12 для ситуации, когда П-3 переходит в дежурный режим первой из приточных вентустановок.

В результате расчета по программе получено: G1=0,3476; G2=0,5016.

Поверочный расчет:

1. Проверка параметра G1:

Покажем, что обратный клапан (ОК) 12 (при переходе П-3 в дежурный режим последней) сработает (откроется) при G1=0,3476.

1.1. Перепад давления на дросселирующем устройстве 13 в момент открывания ОК:

Н₁₃=0.1х[(G_ОТ-Т)/(0.1хД_ОТВ 13)²]²=0,0195 бар.

1.2. Потери давления на участке В-С:

Н_В-С=( Н1/10000)х[Т/(Gц1+Gц2)]²=0,0004 бар.

1.3. Давление перед ОК (в точке Р_С ^,):

Р_С ^,=P_a+ H₁₃- Н_В-С=3+0.0195-0.0004=3,0191 бар.

1.4. Потери давления на участке Д-Е:

Н_Д-Е=( Н3/10000)х(Gр1х G1/Gц1)²=0,0166 бар. Потери давления на участке Е-А незначительны, их не учитываем.

1.4. Давление после ОК (в точке Р_D ^,):

Р_Д ^,=Р_Д=P_a+ Н_Д-Е=3+0,0166=3,0166 бар.

1.5. Перепад давления на ОК: Р_ОК=Р_С ^,-Р_Д ^,=3,0191-3,0166=0,0025, т.е. равно _ОК, что и требовалось доказать.

2. Проверка параметра G2:

Покажем, что обратный клапан (ОК) 12 (при переходе П-3 в дежурный режим первой) сработает (откроется) при G2=0,5016.

2.1. Перепад давления на дросселирующем устройстве 13 в момент открывания ОК:

Н₁₃=0.1x[G_ОТ/(0.1хД_ОТВ 13)²]²=0,0374 бар.

2.2. Потери давления на участке В-С равны нулю.

2.3. Давление перед ОК (в точке Р_С ^,):

Р_С ^,=P_a+ Н₁₃=3+0,0374=3,0374 бар.

2.4. Потери давления на участке Д-Е:

Н_Д-Е=( Н3/10000)х(Gр1х G2/Gц1)²=0,0346 бар.

2.5. Потери давления на участке Е-А:

Н_Е-А= Н4х[(Gр1х G2+Gp2)/(Gp1+Gp2)]²=0,00034 бар.

2.6. Давление после ОК ( в точке Р_D ^,):

Р_Д ^,=Р_Д=P_a+ Н_Д-Е+ Н_Е-Д=3+0,0346+0,00034=3,0349 бар.

1.5. Перепад давления на ОК: Р_ОК=Р_С ^,-Р_Д ^,=3,0374-3,0349=0,0025, т.е. равно _ОК, что и требовалось доказать.

Если предположить, что величины Н1÷ Н4 или какая-либо из них определены с ошибкой в большую или меньшую сторону, т.е. фактически сопротивление участков принято измененным (например, в 2 раза), то в соответствии с расчетом по программе значения G1 и G2 в самом неблагоприятном случае изменятся не более чем на 0,1.

Поверочный расчет для данного случая будет аналогичен вышеприведенному.

Таким образом, совокупность отличительных признаков вместе с имеющимися и в прототипе общими признаками заявляемого устройства, управляемого работающей в штатном режиме системой управления типа САУ-1, позволяет достичь технического результата: полное прекращение расходования теплоносителя из подающей магистрали 4 на теплоснабжение теплообменника 1 ВУ в периоды времени, когда отключен вентилятор 6 и воздух на теплообменник 1 не подается, и за счет этого сокращение эксплуатационных затрат.