автоматизированная система регулирования расхода теплоносителя для теплоснабжения группы потребителей

Формула изобретения

Автоматизированная система регулирования расхода теплоносителя для теплоснабжения группы потребителей, содержащая источник тепла, подающий и обратный трубопроводы замкнутой тепловой сети с подсоединенными к ним отводными подающими и обратными трубопроводами теплоснабжения каждого из потребителей, узел регулирования расхода теплоносителя, включающий регулятор расхода и датчики расхода, температуры и давления, установленные на подающем и обратном трубопроводах, циркуляционный насос, теплоэнергопроцессор, связанный с датчиками и регулятором, отличающаяся тем, что узел регулирования расхода теплоносителя снабжен датчиками температуры наружного и внутреннего воздуха, при этом узел регулирования расхода теплоносителя, циркуляционный насос и теплоэнергопроцессор установлены на потребителе с наибольшей тепловой нагрузкой, остальные потребители системы снабжены датчиками расхода теплоносителя и датчиками температуры внутреннего воздуха, связанными с теплоэнергопроцессором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики, и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения тупиковых тепловых сетей.

Известна система регулирования теплоснабжения (см. авт. свид. СССР № 1343196, МПК F24D 19/10, опуб. 07.10.1987), содержащая датчики температуры в подающем и обратном трубопроводах и датчики температуры наружного воздуха и воздуха внутри помещения, подключенные к регулятору, управляющему с помощью исполнительного механизма регулирующим клапаном, исполнительный механизм снабжен концевыми микровыключателями.

Также известна система регулирования теплоснабжения (см. патент № 2196274, МПК F24D 19/10, опуб. 10.01.2003), включающая датчики для измерения температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, температуры наружного воздуха и воздуха внутри здания, а также регулирующий клапан, управляемый регулятором.

Недостатками данных систем, в случае внедрения систем для групп потребителей, является необходимость внедрения полного комплекса устройств автоматики для каждого из потребителей.

Технически близкой к заявленной системе регулирования является система регулирования теплоснабжения (см. патент на полезную модель № 15775, МПК F24D 19/10, опуб. 10.11.2000), содержащая источник тепла, подающий и обратный трубопроводы замкнутой тепловой сети с подсоединенными к ним отводными подающими и обратными трубопроводами теплоснабжения каждого из потребителей, узел измерения, учета и регулирования расхода теплоносителя с датчиками расхода, температуры и давления, установленными на подающем и обратном трубопроводах, регуляторы расхода, давления и перепада давления, циркуляционный насос, теплоэнергопроцессор, связанный с датчиками и регуляторами.

К недостаткам данной системы регулирования можно отнести избыточность элементов регулирования, сложность точного определения необходимого количества тепла для потребителей в связи с отсутствием датчиков внутреннего и наружного воздуха, а также повышенные затраты электроэнергии на привод циркуляционного насоса.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является возможность регулирования теплопотребления групп потребителей без установки полного комплекса устройств автоматики, при соблюдении температурного режима подключенных к тепловым сетям зданий.

Результат достигается тем, что автоматизированная система регулирования расхода теплоносителя для теплоснабжения группы потребителей, содержащая источник тепла, подающий и обратный трубопроводы замкнутой тепловой сети с подсоединенными к ним отводными подающими и обратными трубопроводами теплоснабжения каждого из потребителей, узел регулирования расхода теплоносителя, включающий регулятор расхода и датчики расхода, температуры и давления, установленные на подающем и обратном трубопроводах, циркуляционный насос, теплоэнергопроцессор, связанный с датчиками и регулятором, отличается тем, что узел регулирования расхода теплоносителя снабжен датчиками температуры наружного и внутреннего воздуха, при этом узел регулирования расхода теплоносителя, циркуляционный насос и теплоэнергопроцессор установлены на потребителе с наибольшей тепловой нагрузкой (автоматизированный потребитель), остальные потребители системы (неавтоматизированные потребители) снабжены датчиками расхода теплоносителя и датчиками температуры внутреннего воздуха, связанными с теплоэнергопроцессором.

На фиг. изображена система регулирования теплоснабжения, где: 1 - источник тепла, 2 - автоматизированный потребитель, 3 - неавтоматизированный потребитель, 4 - теплоэнергопроцессор (ТЭП), 5 - подающий трубопровод, 6 - обратный трубопровод, 7 - датчик расхода теплоносителя, 8 - регулятор расхода теплоносителя, 9 - комплекс датчиков автоматизированного потребителя, включающий в себя датчики расхода, температуры и давления теплоносителя, 10 - циркуляционный насос, 11 - датчик температуры внутреннего воздуха, 12 - датчик температуры наружного воздуха.

Автоматизированная система регулирования работает следующим образом:

При изменении параметров окружающей среды таким образом, что появляется необходимость повышения тепловой нагрузки потребителей, ТЭП 4 дает сигнал на регулятор расхода 8 для повышения расхода теплоносителя на автоматизированного потребителя 2, что позволяет поддерживать заданную температуру внутреннего воздуха автоматизированного потребителя 2, в то же время неавтоматизированный потребитель 3 начинает испытывать дефицит тепловой энергии, что приводит к постепенному снижению его температуры внутреннего воздуха, отслеживаемое датчиком 11. При снижении температуры внутреннего воздуха неавтоматизированного потребителя 3 до нижнего установленного предела, ТЭП 4 дает сигнал на регулятор расхода 8 для снижения расхода теплоносителя на автоматизированного потребителя 2, что приводит к увеличению расхода на неавтоматизированного потребителя 3 за счет увеличения напора в теплосети. Снижение расхода на автоматизированного потребителя производится до тех пор, пока расход на неавтоматизированного потребителя 3 не достигнет минимального необходимого значения , определяемого следующим образом:

;

где: Q - текущее теплопотребление здания (Гкал/ч),

c - теплоемкость теплоносителя (ккал/(кг·°C)),

t_под. - текущая температура в подающем трубопроводе (°C),

t_обр. - текущая температура в обратном трубопроводе (°C).

Текущее теплопотребление здания определяется:

;

где: Q_расч. - расчетное теплопотребление здания (Гкал/ч),

- расчетная температура внутреннего воздуха (°С),

- расчетная температура наружного воздуха (°С),

t_н - текущая температура наружного воздуха (°С).

Текущее значение температуры t _н отслеживаются ТЭП 4 при помощи датчика 12, текущие значения температур t_обр., t_под. - при помощи комплекса датчиков 9.

При помощи датчика расхода 7 ТЭП 4 отслеживает изменение расхода на неавтоматизированного потребителя, после достижения значения расхода равного , ТЭП 4 перестает подавать сигнал на регулятор расхода 8, тем самым стабилизируя систему, после чего начинается прогрев неавтоматизированного потребителя 3, а автоматизированный потребитель 2 постепенно охлаждается, расходуя аккумулированное тепло. Как только температура внутреннего воздуха неавтоматизированного потребителя 3 достигнет верхнего установленного предела, или температура внутреннего воздуха автоматизированного потребителя 2 опустится до нижнего установленного предела, ТЭП 4 возвращает систему в исходное состояние.

Таким образом, циклы перераспределения расходов позволяют соблюдать температурный режим подключенных к тепловым сетям потребителей без установки дополнительных устройств регулирования, что позволяет экономить капитальные затраты на установку устройств автоматики и затраты на их обслуживание, а также экономить тепловую и электрическую энергии.