Zautomatyzowana jednostka sterująca systemem grzewczym

Nowoczesny system sterowania ogrzewaniem pozwala na realizację najbardziej złożonych i zaawansowanych programów i schematów regulacji trybów pracy urządzeń, pozwala na uzyskanie dużych oszczędności energii oraz zapewnia zdalne sterowanie ogrzewaniem. Chcielibyśmy spojrzeć na regulator ogrzewania z punktu widzenia jego konstrukcji oraz zalet i właściwości użytkowych.

Jak to działa

Zasada działania regulatora instalacji grzewczej jest bardzo prosta:

Gdy temperatura zewnętrzna spada np. Do -20 ° C, regulator ogrzewania dostarcza więcej ciepła do pomieszczeń, utrzymując w ten sposób temperaturę wewnętrzną na wymaganym poziomie, np. + 20 ° C.

I wzajemnie.

Gdy temperatura zewnętrzna wzrośnie, na przykład do + 5 ° C, centrala pogodowa, jak się ją nazywa, dostarcza mniej ciepła do pomieszczenia.

W ten sposób zmniejsza się zużycie ciepła, a temperatura w pomieszczeniach pozostaje na wymaganym poziomie, na przykład +20 ° С i nie wzrasta do +28 ° С, jak to często ma miejsce podczas gwałtownego ocieplenia.

Temperatura nie wzrasta do +28 ° С

A jeśli naukowo, jednostka sterująca pogodą została zaprojektowana w celu zapewnienia i utrzymania wymaganej temperatury chłodziwa w rurociągu zasilającym, w zależności od temperatury powietrza na zewnątrz.

Główne zalety instalacji zautomatyzowanej jednostki sterującej ogrzewaniem

Jak już powiedzieliśmy, celem tego energooszczędnego środka jest optymalizacja zużycia energii cieplnej w budynku, a mianowicie:

• znaczące obniżenie kosztów ogrzewania budynków i konstrukcji,
• poprawę jakości i niezawodności dostaw ciepła,
• automatyczna regulacja dopływu ciepła do budynków i konstrukcji,
• możliwość zdalnego monitorowania parametrów chłodziwa i trybów pracy urządzeń dostarczających ciepło,
• możliwość bez dodatkowych kosztów rekonfiguracji pracy instalacji grzewczej np. po ociepleniu elewacji, wymianie okien, remoncie budynku,
• automatyzacja systemu pomiaru zużycia energii cieplnej.

Jak pokazuje praktyka, zautomatyzowana jednostka sterująca (AUU) oszczędza około 25% - 37% energii cieplnej i zapewnia komfortowe warunki życia w każdym pomieszczeniu.

Urządzenie i zasada działania windy grzewczej

W punkcie wejścia rurociągu sieci ciepłowniczej, zwykle w piwnicy, uderza węzeł łączący rury zasilające i powrotne. To winda - mieszalnik do ogrzewania domu. Winda wykonana jest w postaci konstrukcji żeliwnej lub stalowej wyposażonej w trzy kołnierze. To zwykła winda grzewcza, której zasada działania oparta jest na prawach fizyki. W elewatorze znajduje się dysza, komora odbiorcza, szyjka mieszająca i dyfuzor. Komora odbiorcza jest połączona z „powrotem” za pomocą kołnierza. Przegrzana woda wpływa do wlotu windy i wpływa do dyszy. Ze względu na zwężenie dyszy natężenie przepływu wzrasta, a ciśnienie spada (prawo Bernoulliego). Woda z „powrotu” zasysana jest w obszar obniżonego ciśnienia i mieszana w komorze mieszania elewatora. Woda obniża temperaturę do żądanego poziomu i jednocześnie obniża ciśnienie. Winda działa jednocześnie jako pompa obiegowa i mieszacz. To w skrócie zasada działania windy w systemie grzewczym budynku lub konstrukcji.

Schemat jednostki grzewczej

Regulacja dopływu chłodziwa odbywa się za pomocą urządzeń grzewczych windy w domu. Winda jest głównym elementem zespołu grzewczego, wymaga opasania.Sprzęt regulacyjny jest wrażliwy na zanieczyszczenia, dlatego w rurociągu znajdują się filtry błotne, które są podłączone do „zasilania” i „powrotu”.
Wyposażenie windy obejmuje:

• filtry błotne;
• manometry (wlot i wylot);
• czujniki temperatury (termometry na wlocie do windy, na wylocie i na „powrocie”);
• zasuwy (do prac prewencyjnych lub awaryjnych).

Jest to najprostsza wersja obwodu do regulacji temperatury chłodziwa, ale często jest używana jako podstawowe urządzenie urządzenia grzewczego. Podstawowa jednostka do ogrzewania wind dowolnych budynków i konstrukcji zapewnia regulację temperatury i ciśnienia chłodziwa w obwodzie.
Zalety stosowania go do ogrzewania dużych budynków, domów i wieżowców:

1. niezawodność dzięki prostocie konstrukcji;
2. niska cena instalacji i części składowych;
3. absolutna niezmienność;
4. znaczne oszczędności w zużyciu nośnika ciepła do 30%.

Ale w przypadku niepodważalnych zalet stosowania windy do systemów grzewczych należy również zauważyć wady korzystania z tego urządzenia:

• obliczenia są wykonywane indywidualnie dla każdego systemu;
• potrzebujesz obowiązkowego spadku ciśnienia w systemie grzewczym obiektu;
• jeśli winda nie jest regulowana, nie ma możliwości zmiany parametrów obiegu grzewczego.

Winda z automatyczną regulacją

Obecnie istnieją konstrukcje wind, w których za pomocą elektronicznej regulacji można zmienić przekrój dyszy. Taka winda ma mechanizm, który porusza iglicą przepustnicy. Zmienia prześwit dyszy, aw rezultacie zmienia się natężenie przepływu chłodziwa. Zmiana prześwitu zmienia prędkość ruchu wody W efekcie zmienia się stosunek zmieszania wody ciepłej i wody z „powrotu”, zmieniając tym samym temperaturę chłodziwa na „zasilaniu”. Teraz jest jasne, dlaczego potrzebne jest ciśnienie wody w systemie grzewczym.
Winda reguluje przepływ i ciśnienie czynnika grzewczego, a jego ciśnienie napędza przepływ w obiegu grzewczym.

Kiedy warto zainstalować AUU - przykłady i obliczenie okresu zwrotu

Spójrzmy na 3 przykłady instalacji jednostki pomiarowej i obliczmy okres zwrotu dla tego zdarzenia.

Wszystkie przykłady pochodzą z prawdziwego życia i są oparte na przeprowadzonych przez nas badaniach energii.

Mamy więc trzy budynki administracyjne (biura):

• Budynek 1 o powierzchni 1300 m2
• Budynek 2 o powierzchni 4800 m2
• Budynek 3 o powierzchni 18 500 m2

Wszystkie trzy budynki znajdują się w Moskwie.

Oto główne wyniki instalacji sterownika systemu grzewczego:

Powierzchnia, m2	Całkowite zużycie ciepła w okresie grzewczym przed montażem AUU	Całkowite zużycie ciepła w okresie grzewczym po zamontowaniu jednostki AUU	Zmniejszenie zużycia ciepła Gcal	Koszt tysiąca rubli Gcal. (2018 r.)	Oszczędności w okresie grzewczym tysiąc rubli
Budynek nr 1	1 300	340	266	74	2,0	148
Budynek nr 2	4 800	550	418	132	2,0	264
Budynek nr 3	18 500	4 400	3 720	680	2,0	1 360

Jak widać z tabeli, instalacja regulatora ogrzewania pomogła zmniejszyć zużycie ciepła w okresie grzewczym poprzez:

• Budynek nr 1-74 Gcal,
• Budynek nr 2 - 132 Gcal,
• Budynek nr 3 - 680 Gcal.

Tak znacząca różnica w ograniczeniu zużycia wynika głównie z:

• wielkość budynków (powierzchnia i liczba kondygnacji)
• liczbę godzin pracy,
• spotkanie.

Poniższa tabela przedstawia:

• oszczędność ciepła na okres grzewczy (w oparciu o koszt 2 tysięcy rubli za Gcal)
• koszt instalacji i instalacji regulatora ogrzewania oraz
• Okres zwrotu.

Oszczędności w okresie grzewczym tysiąc rubli	Koszt AUU (sprzęt i instalacja)	Prosty okres zwrotu w latach
Budynek nr 1	148	1 556	10,5
Budynek nr 2	264	1 856	7,0
Budynek nr 3	1 360	2 000	1,5

Główny wniosek, jaki możemy wyciągnąć z obliczenia okresu zwrotu AUU

Zaleca się zainstalowanie automatycznego regulatora ogrzewania w budynkach o znacznym zużyciu energii cieplnej oraz budynkach z przegrzewaniem.

W małych budynkach i budynkach o niskim zużyciu energii cieplnej zautomatyzowany regulator ogrzewania zwróci się bardzo długo lub nigdy.

W małych budynkach bardziej wskazane jest dokonanie przeglądu jednostek windy lub ich zainstalowanie, a także zainstalowanie systemu zaworów równoważących na głównych pionach systemu grzewczego.

Jednostka sterująca systemem grzewczym

Przykład realizacji schematu 1 AUU

Schemat ideowy zautomatyzowanej jednostki sterującej z wystarczającym dostępnym spadkiem ciśnienia na wlocie

(P1 - P2> 6 mWC) dla temperatur do AUU t = 95-70 ° С

Współczesny świat od dawna nie może obejść się bez innowacyjnych technologii. Nie ma technologii ani systemu, który nie wykorzystuje rewolucyjnych rozwiązań. System ogrzewania nie jest wyjątkiem. Wynika to z faktu, że jest to dość znacząca technologia, która ma na celu zapewnienie wygodnego życia.

Z oczywistych względów przy projektowaniu domu zwraca się szczególną uwagę. Od czasów starożytnych domy budowano z pieca, czyli najpierw wzniesiono piec, a następnie zarośnięto go ścianami i sufitem

Zrobiono to nie bez powodu, dlatego musimy podziękować naszemu klimatowi.

Począwszy od środkowej strefy naszego rozległego kraju, a skończywszy na odległym Sachalinie, przez większość roku panuje raczej niewygodna temperatura. Kolumna termometru ma zakres od +30 do -50 stopni.

Ze względu na dość złożony rezonans temperaturowy system grzewczy jest tak samo ważny jak zasilanie elektryczne. Wcześniej kompetentny producent pieców, który wiedział, jak wykonać odpowiedni piec, był ceniony na poziomie kowala. W końcu musisz poprawnie obliczyć rozmiar paleniska, średnicę komina, poza tym piec musiał być wielofunkcyjny:

• przygotowywano w nim jedzenie;
• ogrzała pokój;
• podgrzała wodę;
• służył jako małe miejsce do spania.

Dlatego budowa pieca była trudna i czasochłonna. Musiała mieć wystarczający ciąg, aby wszystkie produkty spalania nie dostały się do pomieszczenia. Ale z tym wszystkim musiała być oszczędna.

Dziś w zasadzie niewiele się zmieniło. Główne funkcje i wymagania dotyczące systemu grzewczego pozostają takie same:

• oszczędność;
• maksymalna wydajność;
• wielofunkcyjność;
• prostota konstrukcji;
• jakość i trwałość;
• minimalne koszty operacyjne;
• bezpieczeństwo.

Ogień był pierwszym źródłem ciepła dla człowieka. I nawet teraz jego znaczenie nie straciło na znaczeniu. Najbardziej prymitywnym sposobem ogrzewania było rozpalenie ognia, który zapewniał ochronę przed drapieżnikami, niską temperaturą oraz służył jako źródło światła.

Co więcej, z biegiem czasu ludzkość zaczęła oswajać dar Hermesa. Pojawiły się piece, zwykle budowane z gliny i kamieni. Później, wraz z postępem technologii, zaczęto stosować cegły ceramiczne. I wtedy pojawił się pierwszy.

Piece stalowe pojawiły się znacznie później, zdeterminowały powstanie epoki stali. Paliwem do pieców był węgiel, drewno opałowe, torf. Wraz ze zgazowaniem miast, piece stalowe. I przez cały ten czas ludzie starali się ulepszyć system ogrzewania.

Dlaczego bardziej opłaca się instalować AUU w budynkach o dużym zużyciu ciepła?

Centrala grzewcza kosztuje mniej więcej tyle samo dla dużych i małych budynków (różnica w kosztach wyposażenia i instalacji wynosi 20% -30%).

Jednocześnie duży budynek może zaoszczędzić 5-10 razy więcej energii cieplnej niż mały budynek.

W naszym przykładzie widzimy:

• Regulator ogrzewania zwraca się po 10,5 roku w budynku nr 1 o powierzchni 1300 m2 i zużyciu ciepła 340 Gcal przed montażem AUU.
• Ta sama jednostka zwraca się w ciągu 1,5 roku w budynku nr 3, o powierzchni 18 500 m2 i zużyciu ciepła przed montażem wynoszącym 4400 AUU.

Nasze analizy i obliczenia nie są uniwersalne.

Umożliwiają one jedynie podstawowe zrozumienie, w których budynkach bardziej wskazane jest zainstalowanie zautomatyzowanych regulatorów ogrzewania.

Zalecamy obliczenie wykonalności i okresu zwrotu regulatora ogrzewania indywidualnie dla każdego budynku, w oparciu o specyficzne okoliczności i warunki.

Jak wygląda instalacja zautomatyzowanej jednostki sterującej systemem ogrzewania

Nie ma zasadniczej zmiany w schemacie zaopatrzenia w ciepło budynku podczas instalacji zautomatyzowanej jednostki sterującej systemem ogrzewania (AUU).

W przeciwieństwie do wind instalowanych w każdej sekcji domu, AUU jest z reguły montowana po jednej na budynek.

Podłączenie sterownika następuje za licznikiem energii cieplnej.

Centrala pogodowa zawiera następujące elementy:

• element sterujący,
• zawór sterujący z siłownikiem,
• pompa cyrkulacyjna,
• czujniki temperatury zewnętrznej,
• czujniki temperatury pokojowej.

Element sterujący centralki pogodowej pozwala na ręczną zmianę nastaw, które określają tryb pracy instalacji grzewczej i pozwalają na utrzymanie różnych temperatur w budynku w różnym czasie.

Przykładowo w biurowcach w weekendy i święta można obniżyć temperaturę powietrza wewnątrz do +12 ° C.

W dni powszednie temperaturę można podnieść do +18 ° C.

Schemat i ogólny widok automatycznej centrali pogodowej przedstawiono na poniższych rysunkach.

Program przewiduje:

• automatyczne przełączanie między pompą główną a rezerwową w przypadku awarii jednej z pomp,
• możliwość wprowadzenia elastycznego harmonogramu regulacji temperatury powietrza w lokalu uwzględniającego porę nocną, weekendy i święta na cały sezon grzewczy,
• obowiązkowa kontrola temperatury powrotnego nośnika ciepła,
• utrzymanie harmonogramu temperatur.

Temperatura instalacji grzewczej jest regulowana poprzez zmianę przepustowości zaworu i dodawanie wody grzewczej za pomocą pompy cyrkulacyjnej.

Podczas pracy sterownik:

• okresowo odpytuje czujniki temperatury płynu chłodzącego, czujnik powietrza wewnętrznego (jeśli występuje) i czujnik powietrza zewnętrznego,
• przetwarza otrzymane informacje i
• generuje sygnały sterujące, wydając polecenie do siłownika, aby otworzyć lub zamknąć.

Działanie sterujące ze sterownika zmienia otwarcie obszaru przepływu zaworu regulacyjnego.

W przypadku braku czujnika powietrza wewnętrznego głównym priorytetem sterowania jest utrzymanie harmonogramu temperatur.

Funkcje instalacji i weryfikacji

Należy od razu zauważyć, że instalacja i weryfikacja działania zespołu windy i systemu grzewczego jest prerogatywą przedstawicieli firmy serwisowej. Mieszkańcom domu surowo zabrania się tego robić. Zalecana jest jednak znajomość układu wind systemu centralnego ogrzewania.

Podczas projektowania i instalacji brane są pod uwagę właściwości przychodzącego nośnika ciepła

Uwzględniono również rozgałęzienie sieci w domu, liczbę urządzeń grzewczych i reżim temperaturowy pracy. Każda automatyczna winda do ogrzewania składa się z dwóch części

• Regulacja natężenia przepływu napływającej ciepłej wody, a także pomiar jej wskaźników technicznych - temperatury i ciśnienia;
• Bezpośrednio sama jednostka mieszająca.

Główną cechą jest stosunek zmieszania. Jest to stosunek objętości ciepłej i zimnej wody. Ten parametr jest wynikiem dokładnych obliczeń. Nie może być stała, ponieważ zależy od czynników zewnętrznych. Instalacja powinna być przeprowadzona ściśle według schematu jednostki windy systemu grzewczego. Następnie dostrajanie jest zakończone.Zalecane jest maksymalne obciążenie, aby zmniejszyć błąd. Zatem temperatura wody w rurze powrotnej będzie minimalna. Jest to warunek konieczny do precyzyjnego sterowania automatyczną zasuwą.

Po pewnym czasie wymagane są zaplanowane kontrole działania windy i całego systemu grzewczego. Dokładna procedura zależy od konkretnego schematu. Możesz jednak sporządzić ogólny plan, który obejmuje następujące obowiązkowe procedury:

• Sprawdzanie integralności rur, zaworów i urządzeń, a także zgodności ich parametrów z danymi paszportowymi;
• Wyrównanie czujników temperatury i ciśnienia;
• Określenie strat ciśnienia podczas przejścia chłodziwa przez dyszę;
• Obliczanie współczynnika przemieszczenia. Nawet w przypadku najdokładniejszego schematu ogrzewania windy, sprzęt i rurociągi zużywają się z czasem. Tę korektę należy wziąć pod uwagę podczas konfigurowania.

Po zakończeniu tych prac automatyczna instalacja centralnego ogrzewania windy musi zostać zaplombowana, aby uniemożliwić nieuprawnioną ingerencję.

Nie używaj domowych schematów węzłów windy do systemów centralnego ogrzewania. Często nie uwzględniają najważniejszych cech, które mogą nie tylko zmniejszyć wydajność pracy, ale także spowodować stan zagrożenia.

Efektywne wykorzystanie automatycznych stacji pomiarowych

Stosowanie AUU jest najbardziej efektywne:

• w dużych budynkach o znacznym zużyciu ciepła,
• w domach podłączonych do miejskich sieci ciepłowniczych,
• w budynkach z niedostatecznym spadkiem ciśnienia w instalacji c.o. iz obowiązkowym montażem pomp c.o.,
• w budynkach ze zdecentralizowanym zaopatrzeniem w ciepłą wodę i centralnym ogrzewaniem.