Пофасадное регулирование с применением САР для каждого фасада здания

Схема пофасадного регулирования при независимом присоединении систем отопления к тепловым сетям, состоящая из двух САР на базе специализированного контроллера со встроенными функциями для регулирования температуры в системе отопления северного фасада здания (С01 здания) и в системе отопления южного фасада (С02 здания) показана на рис. 2.10. Подача горячей воды в здание осуществляется от ЦТП, нагреваемой в водонагревателях.

Приборы и оборудование САР1 для С01 здания следующие:

• • моноблок циркуляционных насосов Н1 и Н2 с соответствующими электроприводами Ml и М2;
• • теплообменник ТО 1;
• • регулирующий клапан К1 с исполнительным механизмом

М3;

• • контроллер ТК1 (1-й канал) для регулирования температуры теплоносителя СО 1 здания;
• • погружной датчик температуры теплоносителя ТЕ1 в подающем трубопроводе С01 здания и датчик температуры воздуха ТЕ4, расположенный в помещении с северного фасада здания;
• • подпиточный трубопровод ТЗ, связанный с обратным трубопроводом Т2 и COl здания.

Рис. 2.10. Блок-схема пофасадного регулирования при независимом присоединении систем отопления к тепловым сетям

На рис. 2.11, представлена функциональная схема УУТ на базе теплосчетчика КМ-5М при независимом присоединении систем отопления к тепловым сетям.

В САР2 для С02 здания применяются аналогичные приборы и оборудование как в САР1.

Общими для этих систем контроля и регулирования являются следующие приборы и оборудование:

• • узел учета теплопотребления УУТ;
• • регулятор перепада давления прямого действия PC 1 с клапаном КЗ и узлом регулирования;
• • погружной датчик температуры теплоносителя ТЕ2 в обратном трубопроводе Т2 и датчик температуры наружного воздуха

ТЕЗ, расположенный на северном фасаде здания (этот датчик также можно отнести к одной из САР).

Рис. 2.11. Функциональная схема УУТ на базе теплосчетчика КМ-5М при независимом присоединении систем отопления к тепловым сетям

Пример функциональной схемы УУТ на базе теплосчетчика КМ- 5М для системы пофасадного регулирования при независимом присоединении систем отопления С01 и С02 к тепловым сетям показан на рис. 2.11.

Приборы для УУТ аналогичные, как и для схемы УУТ, показанной на рис. 2.2. Основная особенность схемы (рис. 2.11) заключается в подключении приборов в контурах подпитки. Схема УУТ базируется на трех измерительных модулях типа АСД для системы отопления и циркуляционной системы горячего водоснабжения от ЦТП (см. рис. 2.2).

Для подпиточных трубопроводов ТЗ и Т4 характерно другое значение диаметров проходного сечения и диапазон измеряемого расхода теплоносителя по отношению к основным трубопроводам системы теплоснабжения здания (Т1 и Т2, Т5 и Тб), что позволяет применять более простые и дешевые датчики расхода, например, тахометрического типа вместо измерительного модуля АСД с электромагнитным преобразователем расхода. При этом датчик расхода с преобразователем (FE4 и FY4) подключен к первому измерительному модулю (FE 1а и FY 16) системы отопления, а другой датчик расхода с преобразователем (FE5 и FY5) подключен ко второму измерительному модулю (FE 2а и FY 26) системы ГВС. Для работы каждого теплового контура теплосчетчик конфигурируют с учетом выбранных формул расчета, каналов измерения и соответствующих параметров обработки измеряемых величин. При этом учитывается условие, что к одному измерительному модулю АСД подключается не более 6 различных типов измерительных преобразователей (FY16). В связи с тем, что ВУ теплосчетчика получает информацию от измерительных модулей по цифровому интерфейсу, поэтому при расчетах в целом нет жесткой привязки к модулям АСД. Информация об этом вводится в ВУ при конфигурировании каналов измерения.

Рассмотрим особенности блок-схемы, показанной на рис. 2.10. Подающий Т1 и обратный Т2 трубопроводы связаны с тепловыми сетями. Датчики температуры ТЕ1-ТЕ6 подключены к аналоговым входам контроллера ТК1 (XI-Х6), а электроприводы Ml и М2 системы COl здания и М4 и М5 системы С02 здания соответствующих моноблоков насосов, а также исполнительные механизмы М3 и Мб подключены к выходам контроллера ТК1 (Y1- Y6) (рис. 2.10).

Первый канал контроллера ТК1 в САР1 обеспечивает регулирование температуры теплоносителя в С01 здания путем изменения расхода теплоносителя от внешних теплосетей через теплообменник Т01 с помощью регулирующего клапана К1 с учетом отопительного графика, температуры наружного воздуха (датчик температуры ТЕЗ) и температуры в помещении здания северного фасада (датчик температуры ТЕ4), а также температуры теплоносителя в С01 (датчик температуры ТЕ1). Аналогично второй канал контроллера ТК1 в САР2 обеспечивает регулирование температуры теплоносителя в С02 здания путем изменения расхода теплоносителя от внешних теплосетей через теплообменник Т02 с помощью регулирующего клапана К2 с учетом отопительного графика, температуры наружного воздуха (датчик температуры ТЕЗ) и температуры в помещении здания южного фасада (датчик температуры ТЕ6), а также температуры теплоносителя в С02 (датчик температуры ТЕ5).

В каждой из САР отопления С01 и С02 здания применяется комбинированное регулирование по отклонению и возмущению, при этом регулирование температуры теплоносителя Т_со в системах отопления осуществляется по отопительному графику и в зависимости от наружной температуры воздуха относительно северного фасада здания, причем с коррекцией Тю в системах С01 и С02 при отклонениях температуры воздуха в помещениях этих фасадов от заданной. Каждая из автоматических систем (САР1 и САР2) работают аналогично как САР отопления здания, блок-схема которой показана на рис. 2.5, а функциональная схема - на рис. 2.6.

Схема пофасадного регулирования при зависимом присоединении отопления к тепловым сетям, состоящая из двух САР на базе специализированного контроллера для регулирования температуры в системах отопления северного фасада здания (С01 здания) и южного фасада (С02 здания), показана на рис. 2.12.

Приборы и оборудование САР1 для системы С01 здания следующие:

• регулирующий клапан К1 с исполнительным механизмом

М3;

• • моноблок циркуляционных насосов Н1 и Н2 с соответствующими электроприводами Ml и М2;
• • контроллер ТК1 (1-й канал) для регулирования температуры теплоносителя С01 здания;
• • погружной датчик температуры теплоносителя ТЕ1 в подающем трубопроводе COl здания и датчик температуры воздуха ТЕ4, расположенный в помещении с северного фасада здания;
• • клапан обратный KOI, установленный на перемычке между подающим и обратным трубопроводами системы отопления.

Аналогичные приборы и оборудование применяются в САР2 для системы С02 здания как и в САР1.

Рис. 2.12. Блок-схема пофасадного регулирования при зависимом присоединении систем отопления к тепловым сетям

Общими для этих систем контроля и регулирования являются следующие приборы и оборудование:

• • узел учета теплопотребления УУТ;
• • регулятор перепада давления прямого действия РС1 с клапаном КЗ и узлом регулирования;
• • погружной датчик температуры теплоносителя ТЕ2 в обратном трубопроводе Т2 и датчик температуры наружного воздуха ТЕЗ, расположенный на северном фасаде здания.

Подающий Т1 и обратный Т2 трубопроводы связаны с тепловыми сетями. Датчики температуры ТЕ1-ТЕ6 подключены к аналоговым входам контроллера ТК1 (XI-Х6), а электроприводы Ml и М2 системы COl здания и М4 и М5 системы С02 здания соответствующих моноблоков насосов, а также исполнительные механизмы М3 и Мб подключены к выходам контроллера ТК1 (Y1- Y6) (см. рис. 2.12).

На рис. 2.13 показана функциональная схема пофасадного регулирования с применением раздельных САР для фасадов здания.

Рис. 2.13. Обобщенная функциональная схема пофасадного регулирования с применением раздельных САР для каждого фасада здания

Первый канал контроллера ТК1 САР1 обеспечивает регулирование температуры теплоносителя в С01 здания путем изменения соотношений между расходами теплоносителя от внешних теплосетей и охлажденного теплоносителя из обратного трубопровода системы отопления через перемычку с обратным клапаном KOI с учетом отопительного графика, температуры наружного воздуха (датчик температуры ТЕЗ) и в помещении северного фасада здания (датчик температуры ТЕ4), а также температуры теплоносителя в СО 1 (датчик температуры ТЕ1). Второй канал контроллера ТК1 САР2 обеспечивает регулирование температуры теплоносителя в С02 здания путем изменения соотношений между расходами теплоносителя от внешних теплосетей и охлажденного теплоносителя из обратного трубопровода системы отопления с учетом отопительного графика, температуры наружного воздуха (датчик температуры ТЕЗ) и в помещении южного фасада здания (датчик температуры ТЕ6), а также температуры теплоносителя в С02 (датчик температуры ТЕ5).

В каждой из САР здания применяется комбинированное регулирование по отклонению и возмущению. Работают они аналогично как и схема САР отопления здания, показанная на рис. 2.9.

Обобщенная функциональная схема пофасадного регулирования с применением САР для С01 и С02 ОУ и показана на рис. 2.13.

Структура специализированного контроллера ТК1 содержит:

• • блок ТК1 (Б1) для определения параметров в виде уставки для блоков регуляторов ТК1 (1К) и (2К) с учетом отопительного графика в зависимости от данных датчика температуры наружного воздуха ДТЗ, расположенного на северном фасаде здания, т.е. для определения задания (ПЗО для регуляторов ТК1 (1К) и (2К);
• • блок ТК1 (1К) в виде двух контурных регуляторов первого канала контроллера ТК1;
• • блок ТК1 (2К) в виде двух контурных регуляторов второго канала контроллера ТК1.

Внешние регулирующие контуры контроллера ТК1 на базе блоков ТК1 (1К) и ТК1 (2К) формируют, например, пропорциональный закон регулирования, причем выходной сигнал Y_t этих П-регуляторов определяется в следующем виде:

где Ej - отклонение регулируемой величины от заданной; Х_р - полоса пропорциональности.

Внутренние регулирующие контуры контроллера ТК1 на базе блоков ТК1 (1К) и ТК1 (2К) формируют пропорциональноинтегральный закон регулирования, причем выходной сигнал Yj этих ПИ-регуляторов определяется в следующем виде:

где Atk = tid - tki-i разность по времени между измерениями; тц - постоянная времени интегрирования.

Структура САР для регулирования температуры в системе отопления северного фасада (COl ОУ) с учетом ТК1 (1К) содержит:

• • исполнительный механизм ИМ 1;
• • регулирующий орган РО1;
• • погружной датчик температуры ДТ1, расположенный в подающем трубопроводе COl здания, и датчик температуры воздуха ДТ2, расположенный в типовом помещении этого фасада здания,
• • задатчик ПЗ2 для программного задания температуры стабилизации воздуха в помещении северного фасада;
• • систему С01 ОУ как объект управления.

Система С01 ОУ содержит:

• • ОУ1 - это часть системы отопления в ИТП для северного фасада здания;
• • ОУ2 - остальная часть COl ОУ с учетом типового помещения северного фасада здания.

Выходные величины ОУ1 и ОУ2 следующие:

• • T(t) - температура теплоносителя в подающем трубопроводе системы отопления здания в ИТП (измеряется погружным датчиком температуры ДТ1);
• • T_Ki(t) - температура воздуха в типовом помещении этого фасада здания (измеряется датчиком температуры ДТ2).

Входные величины С01 ОУ следующие:

• • ~ температура наружного воздуха;
• • G(t) - расход теплоносителя для регулирования температуры в С01 ОУ.

Структура САР для регулирования температуры в системе отопления южного фасада (С02 ОУ) аналогичная.

При этом система С02 ОУ содержит:

• ОУЗ - это часть системы отопления в ИТП для южного фасада здания;

• ОУ4 - остальная часть С02 ОУ с учетом типового помещения южного фасада здания.

Выходные величины ОУЗ и ОУ4 следующие:

• • 72(7) - температура теплоносителя в подающем трубопроводе системы отопления здания в ИТП (измеряется погружным датчиком температуры ДТ4);
• • 7^(0 - температура воздуха в типовом помещении этого фасада здания (измеряется датчиком температуры ДТ5).

Входная величина С02 ОУ - расход теплоносителя Gi{t) для регулирования температуры в системе отопления этого фасада здания (см. рис. 2.13).

Блоки управления контроллера ТК1 электроприводами и соответственно насосами в этой автоматической системе на схеме не приведены, как это представлено на рис. 2.6.

Таким образом, в показанных основных схемах пофасадного регулирования предполагается удвоение приборов и оборудования при раздельном автоматическом регулировании систем отопления каждого фасада здания, поэтому такой вид регулирования целесообразно использовать для многоэтажных, например, офисных зданий с учетом того, что температура в отапливаемых помещениях зданий существенно различается за счет внешних возмущающих воздействий.