Automatisering av varmeforsyningssystemet (individuelt varmepunkt). Varmestyring Bygnings termisk styring

Som en del av leveransen av tavleutstyr ble det levert strømskap og styreskap til to bygg (ITP). For mottak og distribusjon av elektrisitet i varmepunkter benyttes inngangsfordeler som består av fem paneler hver (totalt 10 paneler). Brytere, overspenningsavledere, amperemeter og voltmetre er installert i inngangspanelene. ATS-paneler i ITP1 og ITP2 implementeres på grunnlag av automatiske overføringsenheter. I distribusjonspanelene til ASU er beskyttelses- og bryterenheter (kontaktorer, mykstartere, knapper og lamper) installert for det teknologiske utstyret til varmepunkter. Alle effektbrytere er utstyrt med statuskontakter som signaliserer en nødstans. Denne informasjonen overføres til kontrollerene som er installert i automatiseringsskapene.

For å kontrollere og administrere utstyret brukes OWEN PLC110 kontrollere. De er koblet til inngangs-/utgangsmodulene ARIES MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U, samt operatørberøringspaneler.

Kjølevæsken føres direkte inn i ITP-rommet. Vannforsyning for varmtvannsforsyning, oppvarming og varmeforsyning av luftvarmere til luftventilasjonsanlegg utføres med en korreksjon i henhold til utelufttemperaturen.

Visning av teknologiske parametere, ulykker, utstyrsstatus og ekspedisjonskontroll av ITP utføres fra arbeidsstasjonen til ekspeditører i det integrerte sentrale kontrollrommet i bygningen. På ekspedisjonsserveren lagres arkivet med teknologiske parametere, ulykker og tilstanden til ITP-utstyret.

Automatisering av varmepunkter sørger for:

• opprettholde temperaturen på kjølevæsken som leveres til varme- og ventilasjonssystemene i samsvar med temperaturplanen;
• opprettholde temperaturen på vannet i varmtvannssystemet ved forsyningen til forbrukerne;
• programmering av ulike temperaturregimer etter timer på dagen, ukedager og helligdager;
• kontroll av samsvar med verdiene til parametere bestemt av den teknologiske algoritmen, støtte for grenser for teknologiske og nødparametere;
• temperaturkontroll av varmebæreren returnert til varmenettverket til varmeforsyningssystemet, i henhold til en gitt temperaturplan;
• måling av utelufttemperatur;
• opprettholde et gitt trykkfall mellom tilførsels- og returrørledningene til ventilasjons- og varmesystemer;
• kontroll av sirkulasjonspumper i henhold til en gitt algoritme:
  • på av;
  • styring av pumpeutstyr med frekvensomformere i henhold til signaler fra PLS installert i automasjonsskap;
  • periodisk bytte hoved/reserve for å sikre samme driftstid;
  • automatisk nødoverføring til standby-pumpen i henhold til styringen av differensialtrykksensoren;
  • automatisk vedlikehold av et gitt differansetrykk i varmeforbrukssystemer.
• kontroll av varmebærerkontrollventiler i primære forbrukerkretser;
• kontroll av pumper og ventiler for matingskretser for oppvarming og ventilasjon;
• angi verdiene for teknologiske parametere og nødparametere gjennom ekspedisjonssystemet;
• kontroll av dreneringspumper;
• kontroll av tilstanden til elektriske innganger etter faser;
• synkronisering av kontrollerens tid med fellestiden for utsendelsessystemet (SOEV);
• oppstart av utstyr etter gjenoppretting av strømforsyning i samsvar med en gitt algoritme;
• sende nødmeldinger til ekspedisjonssystemet.

Informasjonsutveksling mellom automatiseringskontrollere og det øvre nivået (arbeidsstasjon med spesialisert MasterSCADA-sendingsprogramvare) utføres ved hjelp av Modbus/TCP-protokollen.

Innføringen av automatiske kontrollsystemer (ACS) for oppvarming, ventilasjon, varmtvannsforsyning er hovedtilnærmingen for å spare termisk energi. Installasjonen av automatiske kontrollsystemer i individuelle varmepunkter, ifølge All-Russian Thermal Engineering Institute (Moskva), reduserer varmeforbruket i boligsektoren med 5-10%, og i administrative lokaler med 40%. Den største effekten oppnås på grunn av optimal regulering i vår-høstperioden av fyringssesongen, når automatiseringen av sentralvarmepunkter praktisk talt ikke fullt ut oppfyller funksjonaliteten. Under forholdene til det kontinentale klimaet i Sør-Ural, når forskjellen i utetemperatur på dagtid kan være 15-20 ° C, blir innføringen av automatiske kontrollsystemer for oppvarming, ventilasjon og varmtvannsforsyning svært relevant.

Bygge termisk styring

Forvaltningen av det termiske regimet reduseres til å opprettholde det på et gitt nivå eller endre det i samsvar med en gitt lov.

Ved termiske punkter reguleres hovedsakelig to typer varmebelastning: varmtvannsforsyning og oppvarming.

For begge typer varmebelastning skal ACP opprettholde uendrede settpunktene for temperaturen på varmtvannstilførselsvann og luft i oppvarmede rom.

Et særtrekk ved varmeregulering er dens store termiske treghet, mens tregheten til varmtvannsforsyningssystemet er mye mindre. Derfor er oppgaven med å stabilisere lufttemperaturen i et oppvarmet rom mye vanskeligere enn oppgaven med å stabilisere temperaturen på varmtvann i et varmtvannsforsyningssystem.

De viktigste forstyrrende påvirkningene er ytre meteorologiske forhold: utetemperatur, vind, solstråling.

Det er følgende grunnleggende mulige kontrollordninger:

• regulering av avviket fra den indre temperaturen til lokalene fra den angitte ved å påvirke strømmen av vann som kommer inn i varmesystemet;
• regulering avhengig av forstyrrelsen av eksterne parametere, noe som fører til et avvik i den indre temperaturen fra den innstilte;
• regulering avhengig av endringer i utetemperatur og inne i rommet (ved forstyrrelse og ved avvik).

Ris. 2.1 Strukturskjema over termisk romstyring ved romtemperaturavvik

På fig. 2.1 viser et blokkskjema for kontrollen av det termiske regimet til rommet i henhold til avviket fra den indre temperaturen til lokalene, og i fig. 2.2 viser et blokkskjema over kontrollen av det termiske regimet til rommet ved forstyrrelse av eksterne parametere.

Ris. 2.2. Strukturelt diagram av kontrollen av det termiske regimet i rommet ved forstyrrelse av eksterne parametere

Interne forstyrrende effekter på bygningens termiske regime er ubetydelige.

For forstyrrelseskontrollmetoden kan følgende signaler velges som signaler for å overvåke utetemperaturen:

• temperaturen på vannet som kommer inn i varmesystemet;
• mengden varme som kommer inn i varmesystemet:
• kjølevæskeforbruk.

ACP må ta hensyn til følgende driftsformer for fjernvarmesystemet, der:

• vanntemperaturreguleringen ved varmekilden er ikke basert på gjeldende utetemperatur, som er den viktigste forstyrrende faktoren for innetemperaturen. Temperaturen på nettverksvannet ved varmekilden bestemmes av lufttemperaturen over en lang periode, under hensyntagen til prognosen og utstyrets tilgjengelige varmeeffekt. Transportforsinkelsen, målt av klokken, fører også til misforhold mellom abonnentens nettvanntemperatur og gjeldende utetemperatur;
• hydrauliske regimer for varmenettverk krever å begrense det maksimale og noen ganger minimumsforbruket av nettverksvann for en termisk transformatorstasjon;
• belastningen på varmtvannsforsyningen har en betydelig innvirkning på driftsmodusene til varmesystemer, noe som fører til variable vanntemperaturer i løpet av dagen i varmesystemet eller nettverksvannforbruket for varmesystemet, avhengig av typen varmeforsyningssystem, ordningen for tilkobling av varmtvannsberedere og oppvarmingsordningen.

Forstyrrelseskontrollsystem

For et forstyrrelseskontrollsystem er det karakteristisk at:

• det er en enhet som måler størrelsen på forstyrrelsen;
• i henhold til resultatene av målingene utøver kontrolleren en kontrolleffekt på strømningshastigheten til kjølevæsken;
• kontrolleren mottar informasjon om temperaturen inne i rommet;
• hovedforstyrrelsen er utelufttemperaturen, som styres av ACP, så forstyrrelsen kalles kontrollert.

Varianter av kontrollopplegg for forstyrrelse med sporingssignalene ovenfor:

• regulering av temperaturen på vannet som kommer inn i varmesystemet i henhold til gjeldende utetemperatur;
• regulering av strømmen av varme som tilføres varmesystemet i henhold til gjeldende utetemperatur;
• regulering av nettverkets vannforbruk i henhold til utelufttemperaturen.

Som det fremgår av figur 2.1, 2.2, uavhengig av reguleringsmetode, bør det automatiske varmeforsyningskontrollsystemet inneholde følgende hovedelementer:

• primære måleenheter - temperatur, strømning, trykk, differensialtrykksensorer;
• sekundære måleenheter;
• utøvende mekanismer som inneholder reguleringsorganer og stasjoner;
• mikroprosessor kontrollere;
• oppvarmingsenheter (kjeler, varmeovner, radiatorer).

ASR varmeforsyningssensorer

Hovedparametrene for varmeforsyning, som opprettholdes i samsvar med oppgaven ved hjelp av automatiske kontrollsystemer, er viden kjent.

I varme-, ventilasjons- og varmtvannsanlegg måles vanligvis temperatur, flow, trykk, trykkfall. I noen systemer måles varmebelastningen. Metoder og metoder for å måle parametrene til varmebærere er tradisjonelle.

Ris. 2.3

På fig. 2.3 viser temperatursensorene til det svenske selskapet Tour og Anderson.

Automatiske regulatorer

En automatisk regulator er et automatiseringsverktøy som mottar, forsterker og konverterer det kontrollerte variable avstengningssignalet og målrettet påvirker det regulerte objektet.

For tiden brukes hovedsakelig digitale kontrollere basert på mikroprosessorer. I dette tilfellet, vanligvis i en mikroprosessorkontroller, er flere regulatorer for oppvarming, ventilasjon og varmtvannsforsyningssystemer implementert.

De fleste innenlandske og utenlandske kontrollere for varmeforsyningssystemer har samme funksjonalitet:

1. avhengig av utelufttemperaturen, gir regulatoren den nødvendige temperaturen til varmebæreren for oppvarming av bygningen i henhold til oppvarmingsplanen, kontrollerer reguleringsventilen med en elektrisk stasjon installert på varmenettverkets rørledning;


2. automatisk justering av oppvarmingsplanen gjøres i samsvar med behovene til en bestemt bygning. For den største effektiviteten av varmesparing, justeres forsyningsplanen kontinuerlig under hensyntagen til de faktiske forholdene til varmepunktet, klimaet og varmetapene i rommet;


3. besparelsen av varmebæreren om natten oppnås på grunn av den midlertidige reguleringsmetoden. Endring av oppgaven for en delvis reduksjon i kjølevæsken avhenger av utetemperaturen slik at på den ene siden redusere varmeforbruket, på den annen side ikke fryse og varme opp rommet i tide om morgenen. Samtidig beregnes øyeblikket for å slå på dagoppvarmingsmodus, eller intensiv oppvarming, automatisk for å oppnå ønsket romtemperatur til rett tid;


4. regulatorene gjør det mulig å sikre returvannstemperaturen så lav som mulig. Dette sørger for beskyttelse av systemet mot frysing;


5. det automatiske korreksjonssettet i varmtvannssystemet utføres. Når forbruket i varmtvannsanlegget er lavt, er store avvik i temperatur akseptable (økt dødbånd). På denne måten vil ikke ventilstammen endres for ofte og levetiden forlenges. Når belastningen øker, reduseres dødsonen automatisk, og kontrollnøyaktigheten øker;


6. alarmen utløses når settpunktene overskrides. Følgende alarmer genereres vanligvis:
   • temperaturalarm, i tilfelle forskjell mellom den virkelige og den innstilte temperaturen;
   • en alarm fra pumpen kommer i tilfelle feil;
   • alarmsignal fra trykksensoren i ekspansjonstanken;
   • en livstidsalarm utløses hvis utstyret har nådd slutten av levetiden;
   • generell alarm - hvis kontrolleren har registrert en eller flere alarmer;


7. parametrene til det regulerte objektet registreres og overføres til en datamaskin.

Ris. 2.4

På fig. 2.4 mikroprosessorkontrollere ECL-1000 fra Danfoss er vist.

Regulatorer

Aktuatoren er en av leddene til automatiske kontrollsystemer designet for å direkte påvirke reguleringsobjektet. I det generelle tilfellet består aktiveringsanordningen av en aktiveringsmekanisme og et reguleringslegeme.

Ris. 2.5

Aktuatoren er drivdelen av reguleringsorganet (fig. 2.5).

I automatiske varmeforsyningskontrollsystemer brukes hovedsakelig elektrisk (elektromagnetisk og elektrisk motor).

Reguleringsorganet er utformet for å endre flyten av materie eller energi i reguleringsobjektet. Det er doserings- og gassreguleringsorganer. Doseringsenheter inkluderer slike enheter som endrer strømningshastigheten til et stoff ved å endre ytelsen til enheter (dosere, matere, pumper).

Ris. 2.6

Gassregulatorer (fig. 2.6) er en variabel hydraulisk motstand som endrer strømningshastigheten til stoffet ved å endre strømningsarealet. Disse inkluderer reguleringsventiler, heiser, sekundære spjeld, kraner, etc.

Regulatorer er preget av mange parametere, hvorav de viktigste er: gjennomstrømning K v , nominelt trykk P y , trykkfall over regulatoren D y , og nominell passasje D y .

I tillegg til de ovennevnte parametrene til tilsynsorganet, som hovedsakelig bestemmer deres design og dimensjoner, er det andre egenskaper som tas i betraktning når du velger et tilsynsorgan, avhengig av de spesifikke forholdene for deres bruk.

Den viktigste er strømningskarakteristikken, som fastslår avhengigheten av strømningen i forhold til ventilens bevegelse ved konstant trykkfall.

Gassreguleringsventiler er vanligvis profilert med en lineær eller lik prosentvis strømningskarakteristikk.

Med en lineær båndbreddekarakteristikk er økningen i båndbredde proporsjonal med økningen i portbevegelse.

Med en båndbreddekarakteristikk med lik prosentandel er båndbreddeøkningen (når lukkerbevegelsen endres) proporsjonal med gjeldende båndbreddeverdi.

Under driftsforhold endres typen av strømningskarakteristikk avhengig av trykkfallet over ventilen. Når den assisteres, er reguleringsventilen preget av en strømningskarakteristikk, som er avhengigheten av mediets relative strømningshastighet på åpningsgraden til reguleringslegemet.

Den minste verdien av gjennomstrømningen, ved hvilken gjennomstrømningskarakteristikken forblir innenfor den spesifiserte toleransen, blir evaluert som minimum gjennomstrømning.

I mange industrielle promå regulatoren ha et bredt spekter av gjennomstrømning, som er forholdet mellom nominell gjennomstrømning og minimum gjennomstrømning.

En nødvendig betingelse for pålitelig drift av et automatisk kontrollsystem er riktig valg av formen på strømningskarakteristikken til kontrollventilen.

For et spesifikt system bestemmes strømningskarakteristikken av verdiene til parametrene til mediet som strømmer gjennom ventilen og dens gjennomstrømningskarakteristikk. Generelt er strømningskarakteristikken forskjellig fra strømningskarakteristikken, siden parametrene til mediet (hovedsakelig trykk og trykkfall) vanligvis avhenger av strømningshastigheten. Derfor er oppgaven med å velge de foretrukne strømningsegenskapene til kontrollventilen delt inn i to trinn:

1. valg av form for strømningskarakteristikkene, og sikrer konstantheten til overføringskoeffisienten til kontrollventilen i hele belastningsområdet;


2. valg av formen for gjennomstrømningskarakteristikken, som gir den ønskede formen for strømningskarakteristikken for de gitte parameterne til mediet.

Ved modernisering av varme-, ventilasjons- og varmtvannsforsyningssystemer spesifiseres dimensjonene til et typisk nettverk, det tilgjengelige trykket og det innledende trykket til mediet, reguleringsorganet velges slik at ved en minimumsstrøm gjennom ventilen tapes i det tilsvarer overtrykket til mediet utviklet av kilden, og formen på strømningskarakteristikken er nær gitt. Metoden for hydraulisk beregning når du velger en kontrollventil er ganske arbeidskrevende.

AUZhKH trust 42 har i samarbeid med SUSU utviklet et program for beregning og valg av reguleringsorganer for de vanligste varme- og varmtvannsforsyningssystemene.

Sirkulære pumper

Uavhengig av skjemaet for tilkobling av varmelasten, er en sirkulasjonspumpe installert i varmesystemkretsen (fig. 2.7).

Ris. 2.7. Sirkulær pumpe (Grundfog).

Den består av en hastighetsregulator, en elektrisk motor og selve pumpen. Den moderne sirkulasjonspumpen er en kjertelløs pumpe med våt rotor som ikke krever vedlikehold. Motorkontrollen utføres vanligvis av en elektronisk turtallsregulator designet for å optimalisere ytelsen til pumpen som opererer under forhold med økte eksterne forstyrrelser som påvirker varmesystemet.

Virkningen til sirkulasjonspumpen er basert på trykkets avhengighet av pumpens ytelse og har som regel en kvadratisk karakter.

Sirkulasjonspumpeparametere:

• opptreden;
• maksimalt trykk;
• hastighet;
• hastighetsområde.

AUZhKH trust 42 har nødvendig informasjon om beregning og valg av sirkulasjonspumper og kan gi nødvendige råd.

Varmevekslere

De viktigste elementene i varmeforsyningen er varmevekslere. Det er to typer varmevekslere: rørformet og plate. Forenklet kan en rørformet varmeveksler representeres som to rør (ett rør er inne i det andre grovt). Platevarmeveksleren er en kompakt varmeveksler montert på en passende ramme av korrugerte plater utstyrt med tetninger. Rør- og platevarmevekslere brukes til varmtvannsforsyning, oppvarming og ventilasjon. Hovedparametrene til enhver varmeveksler er:

• makt;
• varmeoverføringskoeffisient;
• tap av trykk;
• maksimal driftstemperatur;
• maksimalt arbeidstrykk;
• maksimal flyt.

Skall-og-rør varmevekslere har lav effektivitet på grunn av lave vannstrømningshastigheter i rørene og ringrommet. Dette fører til lave verdier for varmeoverføringskoeffisienten og som et resultat urimelig store dimensjoner. Under drift av varmevekslere er betydelige avleiringer i form av avleiring og korrosjonsprodukter mulig. I skall-og-rør varmevekslere er eliminering av avleiringer svært vanskelig.

Sammenlignet med rørformede varmevekslere er platevarmevekslere preget av økt effektivitet på grunn av forbedret varmeoverføring mellom platene, der turbulent kjølevæske strømmer i motstrøm. I tillegg er reparasjonen av varmeveksleren ganske enkel og rimelig.

Platevarmevekslere løser med hell problemene med å tilberede varmt vann i varmepunkter uten praktisk talt noe varmetap, så de brukes aktivt i dag.

Prinsippet for drift av platevarmevekslere er som følger. Væskene som er involvert i varmeoverføringsprosessen føres gjennom dysene inn i varmeveksleren (fig. 2.8).

Ris. 2.8

Pakninger, installert på en spesiell måte, sikrer distribusjon av væsker i de aktuelle kanalene, og eliminerer muligheten for å blande strømmer. Typen av korrugeringer på platene og konfigurasjonen av kanalen velges i samsvar med den nødvendige frie passasjen mellom platene, og sikrer dermed optimale forhold for varmevekslingsprosessen.

Ris. 2.9

Platevarmeveksleren (fig. 2.9) består av et sett med korrugerte metallplater med hull i hjørnene for passasje av to væsker. Hver plate er utstyrt med en pakning som begrenser rommet mellom platene og sørger for flyt av væsker i denne kanalen. Strømningshastigheten til kjølevæsker, de fysiske egenskapene til væsker, trykktap og temperaturforhold bestemmer antall og størrelse på plater. Deres korrugerte overflate bidrar til en økning i turbulent strømning. Korrugeringene kommer i kontakt i kryssende retninger og støtter platene, som er under forhold med forskjellig trykk fra begge kjølevæskene. For å endre kapasiteten (øke varmebelastningen) må et visst antall plater legges til varmevekslerpakken.

Oppsummering av det ovennevnte, merker vi at fordelene med platevarmevekslere er:

• kompakthet. Platevarmevekslere er mer enn tre ganger mer kompakte enn skall- og rørvarmevekslere og mer enn seks ganger lettere ved samme effekt;
• enkel installasjon. Varmevekslere krever ikke et spesielt fundament;
• lave vedlikeholdskostnader. Den svært turbulente strømmen resulterer i lav grad av forurensning. Nye modeller av varmevekslere er utformet på en slik måte at de forlenger driftsperioden, som ikke krever reparasjon, så mye som mulig. Rengjøring og kontroll tar kort tid, siden i varmevekslerne tas hvert varmeark ut, som kan rengjøres individuelt;
• effektiv bruk av termisk energi. Platevarmeveksleren har høy varmeoverføringskoeffisient, overfører varme fra kilden til forbrukeren med lave tap;
• pålitelighet;
• muligheten til å øke den termiske belastningen betydelig ved å legge til et visst antall plater.

Temperaturregimet til bygningen som gjenstand for regulering

Når man beskriver teknologiske prosesser for varmeforsyning, brukes designskjemaer for statikk som beskriver stabile tilstander, og designskjemaer for dynamikk som beskriver transiente moduser.

Designskjemaene til varmeforsyningssystemet bestemmer forholdet mellom inngangs- og utgangseffekter på kontrollobjektet under de viktigste interne og eksterne forstyrrelsene.

En moderne bygning er et komplekst varme- og kraftsystem; derfor introduseres forenklede antakelser for å beskrive temperaturregimet til en bygning.

• For sivile bygg i flere etasjer er den delen av bygningen som det er gjort beregninger for, lokalisert. Siden temperaturregimet i bygget varierer avhengig av gulvet, den horisontale utformingen av lokalene, beregnes temperaturregimet for en eller flere av de mest gunstig plasserte lokalene.


• Beregningen av konvektiv varmeoverføring i et rom er utledet fra antagelsen om at lufttemperaturen i hvert øyeblikk er den samme gjennom hele rommets volum.


• Ved bestemmelse av varmeoverføring gjennom utvendige kapslinger, forutsettes det at kapslingen eller dens karakteristiske del har samme temperatur i plan vinkelrett på luftstrømretningen. Deretter vil prosessen med varmeoverføring gjennom de ytre innkapslingene bli beskrevet med en endimensjonal varmeledningsligning.


• Beregningen av strålevarmeoverføring i et rom tillater også en rekke forenklinger:

  a) vi anser luften i rommet som et strålende medium;
  b) vi neglisjerer flere refleksjoner av strålingsflukser fra overflater;
  c) komplekse geometriske former erstattes av enklere.



• Uteklimaparametere:

  a) hvis temperaturregimet til lokalene beregnes ved ekstreme verdier av uteklimaindikatorene som er mulig i et gitt område, vil den termiske beskyttelsen av gjerdene og kraften til mikroklimakontrollsystemet sikre stabil overholdelse av spesifiserte forhold;
  b) aksepterer vi mykere krav, vil det på enkelte tidspunkter i rommet være avvik fra designbetingelsene.

Derfor, når du tildeler designkarakteristikkene til utendørsklimaet, er det obligatorisk å ta hensyn til sikkerheten til interne forhold.

AUZhKH Trust 42-spesialister har sammen med SUSU-forskere utviklet et dataprogram for beregning av statiske og dynamiske driftsmoduser for abonnentgjennomføringer.

Ris. 2.10

På fig. 2.10 viser de viktigste forstyrrende faktorene som virker på reguleringsobjektet (rom). Varme Q-kilden, som kommer fra varmekilden, utfører funksjonene til en kontrollhandling for å opprettholde romtemperaturen T pom ved utløpet av objektet. Utetemperatur T nar, vindhastighet V vind, solinnstråling J rad, indre varmetap Q inne er forstyrrende påvirkninger. Alle disse effektene er funksjoner av tid og er tilfeldige. Oppgaven kompliseres av det faktum at varmeoverføringsprosesser er ikke-stasjonære og beskrives av differensialligninger i partielle derivater.

Nedenfor er et forenklet designskjema for varmesystemet, som nøyaktig beskriver de statiske termiske forholdene i bygningen, og lar deg også kvalitativt vurdere virkningen av hovedforstyrrelsene på dynamikken til varmeoverføring, for å implementere hovedmetodene for å regulere prosesser for romoppvarming.

For tiden utføres studier av komplekse ikke-lineære systemer (disse inkluderer varmeoverføringsprosesser i et oppvarmet rom) ved bruk av matematiske modelleringsmetoder. Bruken av datateknologi for å studere dynamikken i prosessen med romoppvarming og mulige kontrollmetoder er en effektiv og praktisk ingeniørmetode. Effektiviteten til modellering ligger i det faktum at dynamikken til et komplekst reelt system kan studeres ved hjelp av relativt enkle applikasjonsprogrammer. Matematisk modellering lar deg utforske systemet med kontinuerlig endring av parametere, samt forstyrrende påvirkninger. Bruken av modelleringsprogramvarepakker for å studere oppvarmingsprosessen er spesielt verdifull, siden studien med analytiske metoder viser seg å være veldig arbeidskrevende og helt uegnet.

Ris. 2.11

På fig. 2.11 viser fragmenter av designskjemaet for den statiske modusen til varmesystemet.

Figuren har følgende symboler:

1. t 1 (T n) - temperaturen på nettverksvannet i forsyningsledningen til kraftnettet;
2. T n (t) - utetemperatur;
3. U - blandeforholdet til blandeenheten;
4. φ - relativ forbruk av nettverksvann;
5. ΔT - designtemperaturforskjell i varmesystemet;
6. δt er den beregnede temperaturforskjellen i varmenettet;
7. T in - intern temperatur i oppvarmede rom;
8. G - forbruk av nettverksvann ved varmepunktet;
9. D p - vanntrykkfall i varmesystemet;
10. t - tid.

Med abonnentinngang med installert utstyr for gitt beregnet varmebelastning Q 0 og daglig tidsplan for varmtvannsforsyningsbelastning Q r, lar programmet deg løse noen av følgende oppgaver.

Ved en vilkårlig utetemperatur T n:

• bestemme den interne temperaturen til de oppvarmede lokalene T i, mens de spesifiserte er strømmen av nettverksvann eller inngang G med og temperaturgrafen i tilførselsledningen;
• bestemme forbruket av nettverksvann for inngang G c, nødvendig for å gi en gitt intern temperatur i oppvarmede lokaler T med en kjent temperaturgraf for varmenettet;
• bestemme nødvendig vanntemperatur i tilførselsledningen til varmenettet t 1 (nettverkstemperaturgraf) for å sikre den angitte innvendige temperaturen til oppvarmede rom T in ved en gitt strømningshastighet av nettvann G s. Disse oppgavene løses for ethvert tilkoblingsskjema for varmesystem (avhengig, uavhengig) og ethvert tilkoblingsskjema for varmtvannsforsyning (serie, parallell, blandet).

I tillegg til de spesifiserte parametrene, bestemmes vannstrømningshastigheter og temperaturer på alle karakteristiske punkter i ordningen, varmestrømningshastigheter for varmesystemet og termiske belastninger for begge trinn av varmeren, og trykktap av varmebærere i dem. Programmet lar deg beregne modusene for abonnentinnganger med alle typer varmevekslere (skall og rør eller plate).

Ris. 2.12

På fig. 2.12 viser fragmenter av designskjemaet til den dynamiske modusen til varmesystemet.

Programmet for å beregne det dynamiske termiske regimet til bygningen tillater abonnentinngang med det valgte utstyret for en gitt designoppvarmingsbelastning Q 0 for å løse noen av følgende oppgaver:

• beregning av kontrollskjemaet for rommets termiske regime i henhold til avviket i dens indre temperatur;
• beregning av kontrollskjemaet for det termiske regimet til rommet i henhold til forstyrrelsen av eksterne parametere;
• beregning av bygningens termiske regime med kvalitative, kvantitative og kombinerte reguleringsmetoder;
• beregning av den optimale kontrolleren med ikke-lineære statiske egenskaper for virkelige elementer i systemet (sensorer, reguleringsventiler, varmevekslere, etc.);
• med en vilkårlig tidsvarierende utetemperatur T n (t), er det nødvendig:
• bestemme endringen i tid for den indre temperaturen til de oppvarmede lokalene T in;
• bestemme endringen i tid for forbruket av nettverksvann pa inngang G med nødvendig for å gi en gitt intern temperatur til de oppvarmede lokalene T med en vilkårlig temperaturgraf for varmenettet;
• bestemme endringen i tid av vanntemperaturen i tilførselsledningen til varmenettet t 1 (t).

Disse oppgavene løses for ethvert tilkoblingsskjema for varmesystem (avhengig, uavhengig) og ethvert tilkoblingsskjema for varmtvannsforsyning (serie, parallell, blandet).

Implementering av ASR for varmeforsyning i boligbygg

Ris. 2.13

På fig. 2.13 viser et skjematisk diagram av et automatisk styringssystem for oppvarming og varmtvannsforsyning i et individuelt varmepunkt (ITP) med avhengig tilkobling av varmesystemet og et to-trinns skjema for varmtvannsberedere. Den ble montert av AUZhKH trust 42, bestod tester og driftssjekker. Dette systemet gjelder for alle tilkoblingsordninger for varme- og varmtvannssystemer av denne typen.

Hovedoppgaven til dette systemet er å opprettholde en gitt avhengighet av endringen i forbruket av nettverksvann for varme- og varmtvannsforsyningssystemet på utelufttemperaturen.

Tilkoblingen av bygningens varmesystem til varmenettverket er laget i henhold til en avhengig ordning med pumpeblanding. For klargjøring av varmtvann for behovene til varmtvannsforsyning er det planlagt å installere platevarmere koblet til varmenettet i henhold til en blandet to-trinns ordning.

Bygningens varmesystem er et to-rørs vertikalt system med lavere fordeling av hovedrørledninger.

Byggets automatiske varmeforsyningskontrollsystem inkluderer løsninger for:

• for automatisk kontroll av driften av den eksterne varmeforsyningskretsen;
• for automatisk kontroll av driften av den interne kretsen til bygningens varmesystem;
• å skape en modus for komfort i lokalene;
• for automatisk styring av driften av varmtvannsveksleren.

Varmesystemet er utstyrt med en mikroprosessorbasert vanntemperaturregulator for bygningens varmekrets (intern krets), komplett med temperaturfølere og en motorisert reguleringsventil. Avhengig av utelufttemperaturen, sikrer kontrollenheten den nødvendige temperaturen på kjølevæsken for oppvarming av bygningen i henhold til oppvarmingsplanen, og kontrollerer reguleringsventilen med en elektrisk stasjon installert på en direkte rørledning fra varmenettverket. For å begrense den maksimale temperaturen på returvannet som returneres til varmenettet, sendes et signal fra temperatursensoren installert på returvannsrørledningen til varmenettverket til mikroprosessorkontrolleren. Mikroprosessorkontrolleren beskytter varmesystemet mot frysing. For å opprettholde et konstant differensialtrykk, er det en differensialtrykkregulator på temperaturreguleringsventilen.

For å automatisk kontrollere lufttemperaturen i bygningens lokaler, sørger prosjektet for termostater på varmeenheter. Termoregulatorer gir komfort og sparer varmeenergi.

For å opprettholde et konstant differensialtrykk mellom direkte- og returrørledningene til varmesystemet, er det installert en differensialtrykkregulator.

For automatisk å kontrollere driften av varmeveksleren er det installert en automatisk temperaturregulator på oppvarmingsvannet, som endrer tilførselen av oppvarmingsvann avhengig av temperaturen på det oppvarmede vannet som kommer inn i varmtvannssystemet.

I samsvar med kravene i "Regler for regnskap for termisk energi og kjølevæske" av 1995, ble kommersiell regnskapsføring av termisk energi utført ved inngangen til varmenettet til ITP ved hjelp av en varmemåler installert på forsyningsrørledningen fra kl. varmenettet og en volummåler installert på returledningen til varmenettet.

Varmemåleren inkluderer:

• flowmeter;
• PROSESSOR;
• to temperatursensorer.

Mikroprosessorkontrolleren gir indikasjon på parametere:

• mengde varme;
• mengden kjølevæske;
• kjølevæske temperatur;
• temperaturforskjell;
• driftstid for varmemåleren.

Alle elementene i automatiske kontrollsystemer og varmtvannsforsyning er laget med Danfoss-utstyr.

Mikroprosessorkontrolleren ECL 9600 er designet for å kontrollere temperaturregimet til vann i varme- og varmtvannsforsyningssystemer i to uavhengige kretser og brukes til installasjon ved varmepunkter.

Regulatoren har reléutganger for styring av reguleringsventiler og sirkulasjonspumper.

Elementer som skal kobles til ECL 9600-kontrolleren:

• utendørs luft temperatur sensor ESMT;
• temperaturføler ved kjølevæsketilførselen i sirkulasjonskretsen 2, ESMA/C/U;
• reversibel drift av reguleringsventilen i AMB- eller AMV-serien (220 V).

I tillegg kan følgende elementer festes valgfritt:

• returvanntemperaturføler fra sirkulasjonskretsen, ESMA/C/U;
• ESMR innelufttemperatursensor.

ECL 9600 mikroprosessorkontrolleren har innebygde analoge eller digitale timere og en LCD-skjerm for enkelt vedlikehold.

Den innebygde indikatoren tjener til visuell observasjon av parametere og justering.

Når en ESMR/F innelufttemperaturføler er tilkoblet, blir temperaturen på varmemediet automatisk korrigert ved tilførselen til varmesystemet.

Regulatoren kan begrense verdien på returvannstemperaturen fra sirkulasjonskretsen i oppfølgingsmodus avhengig av utetemperaturen (proporsjonal begrensning) eller sette en konstant verdi for maksimum eller minimum begrensning av returvannstemperaturen fra sirkulasjonskretsen.

Komfort og varmebesparende funksjoner:

• senke temperaturen i varmesystemet om natten og avhengig av utetemperaturen eller i henhold til den innstilte reduksjonsverdien;
• muligheten for å betjene systemet med økt effekt etter hver periode med temperaturreduksjon i varmesystemet (rask oppvarming av rommet);
• muligheten for automatisk avstenging av varmesystemet ved en viss innstilt utetemperatur (sommeravstengning);
• evnen til å jobbe med ulike typer mekaniserte aktuatorer av kontrollventilen;
• fjernkontroll av kontrolleren ved hjelp av ESMF/ECA 9020.

Beskyttende funksjoner:

• begrense maksimums- og minimumstemperaturene til vannet som leveres til sirkulasjonskretsen;
• pumpekontroll, periodisk promenade om sommeren;
• beskyttelse av varmesystemet mot frysing;
• muligheten for å koble til en sikkerhetstermostat.

Moderne utstyr for automatiske varmeforsyningskontrollsystemer

Innenlandske og utenlandske selskaper tilbyr et bredt spekter av moderne utstyr for automatiske varmeforsyningskontrollsystemer med nesten samme funksjonalitet:

1. Varmekontroll:
   • Dempende utetemperatur.
   • Mandagseffekt.
   • Lineære restriksjoner.
   • Returtemperaturgrenser.
   • Romtemperaturkorreksjon.
   • Selvkorrigerende fôrplan.
   • Optimalisering av oppstartstid.
   • Økonomimodus om natten.


2. DHW-styring:
   • Lav belastningsfunksjon.
   • Returvanntemperaturgrense.
   • Separat timer.


3. Pumpekontroll:
   • Frostbeskyttelse.
   • Slå av pumpen.
   • Pumpebytte.


4. Alarmer:
   • Fra pumpen.
   • Frystemperatur.
   • Generell.

Sett med varmeforsyningsutstyr fra kjente selskaper, Danfoss (Danmark), Alfa Laval (Sverige), Tour og Anderson (Sverige), Raab Karcher (Tyskland), Honeywell (USA) inkluderer generelt følgende instrumenter og enheter for kontroll og regnskap systemer.

1. Utstyr for automatisering av bygningens varmepunkt:
   


2. Varmemålerutstyr.
   


3. Hjelpeutstyr.
   • Sjekk ventiler.
   • Kuleventiler er installert for hermetisk avstengning av stigerør og for drenering av vann. Samtidig, i åpen tilstand, under driften av systemet, skaper kuleventiler praktisk talt ikke ytterligere motstand. De kan også monteres på alle grener ved inngangen til bygget og ved transformatorstasjonen.
   • Tømme kuleventiler.
   • En tilbakeslagsventil er installert for å hindre at vann kommer inn i returledningen fra tilførselsledningen når pumpen stoppes.
   • Nettfilteret, med kuleventil på avløpet, ved innløpet til systemet sørger for vannrensing fra faste suspensjoner.
   • Automatiske lufteventiler gir automatisk luftutløsning ved fylling av varmesystemet, samt under drift av varmesystemet.
   • Radiatorer.
   • Konvektorer.
   • Intercoms ("Vika" AUZhKH tillit 42).

AUZhKH of trust 42 analyserte funksjonaliteten til utstyret til automatiske varmeforsyningskontrollsystemer til de mest kjente selskapene: Danfoss, Tour og Anderson, Honeywell. Ansatte i tilliten kan gi kvalifisert råd om implementering av utstyret til disse firmaene.

Artikkelen er viet bruken av Trace Mode SCADA-systemet for operativ fjernstyring av fjernvarmeanlegg i byen. Anlegget der det beskrevne prosjektet ble gjennomført ligger sør i Arkhangelsk-regionen (byen Velsk). Prosjektet sørger for operasjonell overvåking og styring av prosessen med å forberede og distribuere varme for oppvarming og tilførsel av varmt vann til viktige fasiliteter i byen.

CJSC SpetsTeploStroy, Yaroslavl

Redegjørelse av problemet og de nødvendige funksjonene til systemet

Målet vårt selskap stod overfor var å bygge et hovednett for oppvarming av en stor del av byen, ved bruk av avanserte konstruksjonsmetoder, hvor det ble brukt preisolerte rør for å bygge nettet. Til dette ble det bygget femten kilometer med hovedvarmenett og syv sentralvarmepunkter (CHP). Hensikten med sentralvarmestasjonen - ved å bruke overopphetet vann fra GT-CHP (i henhold til planen 130/70 °С), forbereder den varmebæreren for varmenettverk innen kvartalet (i henhold til planen 95/70 °С) og varmer vannet opp til 60 °С for behovene til varmtvannsforsyning (varmtvannsforsyning), TsTP opererer på en uavhengig, lukket ordning.

Når oppgaven ble satt, ble det tatt hensyn til mange krav som sikrer energisparingsprinsippet for drift av kraftvarmeverket. Her er noen av de viktigste:

For å utføre væravhengig kontroll av varmesystemet;

Oppretthold varmtvannsparametrene på et gitt nivå (temperatur t, trykk P, flow G);

Oppretthold på et gitt nivå parametrene til kjølevæsken for oppvarming (temperatur t, trykk P, strømning G);

Organisere kommersiell regnskap for termisk energi og varmebærer i samsvar med gjeldende forskriftsdokumenter (RD);

Gi ATS (automatisk overføring av reserve) pumper (nettverk og varmtvannsforsyning) med motorressursutjevning;

Utfør korrigering av hovedparametrene i henhold til kalenderen og sanntidsklokken;

Utfør periodisk dataoverføring til kontrollrommet;

Utføre diagnostikk av måleinstrumenter og driftsutstyr;

Mangel på personale på vakt ved sentralfyringsstasjonen;

Overvåk og rapporter omgående til vedlikeholdspersonell om forekomsten av nødsituasjoner.

Som et resultat av disse kravene ble funksjonene til det operative fjernkontrollsystemet som ble opprettet bestemt. Hoved- og hjelpemidler for automatisering og dataoverføring ble valgt. Et valg av SCADA-system ble gjort for å sikre driften av systemet som helhet.

Nødvendige og tilstrekkelige funksjoner til systemet:

1_Informasjonsfunksjoner:

Måling og kontroll av teknologiske parametere;

Signalering og registrering av parameteravvik fra fastsatte grenser;

Dannelse og utstedelse av driftsdata til personell;

Arkivering og visning av parameterhistorikk.

2_Kontrollfunksjoner:

Automatisk regulering av viktige prosessparametere;

Fjernkontroll av perifere enheter (pumper);

Teknologisk beskyttelse og blokkering.

3_Tjenestefunksjoner:

Selvdiagnostikk av programvare- og maskinvarekompleks i sanntid;

Dataoverføring til kontrollrommet etter planen, på forespørsel og i nødstilfeller;

Testing av drift og korrekt funksjon av dataenheter og inngangs-/utgangskanaler.

Hva påvirket valget av automatiseringsverktøy

og programvare?

Valget av grunnleggende automatiseringsverktøy var hovedsakelig basert på tre faktorer - dette er prisen, påliteligheten og allsidigheten til innstillinger og programmering. Så, for selvstendig arbeid i sentralvarmestasjonen og for dataoverføring, ble fritt programmerbare kontrollere i PCD2-PCD3-serien fra Saia-Burgess valgt. Det innenlandske Trace Mode 6 SCADA-systemet ble valgt for å lage et kontrollrom. For dataoverføring ble det besluttet å bruke konvensjonell mobilkommunikasjon: bruk en konvensjonell talekanal for dataoverføring og SMS-meldinger for raskt å varsle personell om nødsituasjoner.

Hva er arbeidsprinsippet til systemet

og funksjoner ved implementering av kontroll i sporingsmodus?

Som i mange lignende systemer er styringsfunksjoner for direkte innvirkning på reguleringsmekanismer gitt til det lavere nivået, og allerede er styringen av hele systemet som helhet overført til det øvre. Jeg utelater bevisst beskrivelsen av arbeidet til det nedre nivået (kontrollere) og prosessen med dataoverføring og vil gå rett til beskrivelsen av det øvre.

For enkel bruk er kontrollrommet utstyrt med en personlig datamaskin (PC) med to skjermer. Data fra alle punkter samles inn på ekspedisjonskontrolleren og overføres via RS-232-grensesnittet til OPC-serveren som kjører på en PC. Prosjektet er implementert i Trace Mode versjon 6 og er designet for 2048 kanaler. Dette er den første fasen av implementeringen av det beskrevne systemet.

Et trekk ved implementeringen av oppgaven i sporingsmodus er et forsøk på å lage et flervindusgrensesnitt med muligheten til å overvåke prosessen med varmeforsyning i online-modus, både på bydiagrammet og på mnemoniske diagrammer av varmepunkter . Bruken av et grensesnitt med flere vinduer gjør det mulig å løse problemene med å vise en stor mengde informasjon på ekspeditørens skjerm, som skal være tilstrekkelig og samtidig ikke-overflødig. Prinsippet om et flervindusgrensesnitt gir tilgang til alle prosessparametere i samsvar med den hierarkiske strukturen til vinduer. Det forenkler også implementeringen av systemet ved anlegget, siden et slikt grensesnitt ligner veldig på de utbredte produktene til Microsoft-familien og har lignende menyutstyr og verktøylinjer som er kjent for enhver bruker av en personlig datamaskin.

På fig. 1 viser hovedskjermen til systemet. Den viser skjematisk hovedvarmenettverket med en indikasjon på varmekilden (CHP) og sentralvarmepunkter (fra den første til den syvende). Skjermen viser informasjon om forekomsten av nødsituasjoner ved anleggene, gjeldende utelufttemperatur, dato og klokkeslett for siste dataoverføring fra hvert punkt. Varmeforsyningsobjekter er utstyrt med popup-tips. Når en unormal situasjon oppstår, begynner objektet på diagrammet å "blinke", og en hendelsespost og en rød blinkende indikator vises i alarmrapporten ved siden av dato og klokkeslett for dataoverføring. Det er mulig å se de forstørrede termiske parameterne for kraftvarmeverket og for hele varmenettet som helhet. For å gjøre dette, deaktiver visningen av listen over alarmer og advarsler (knapp "OTiP").

Ris. en. Hovedskjermen til systemet. Ordning for plassering av varmeforsyningsanlegg i byen Velsk

Det er to måter å bytte til minnediagrammet for et varmepunkt - du må klikke på ikonet på bykartet eller på knappen med navnet på varmepunktet.

Mnemondiagrammet til transformatorstasjonen åpnes på den andre skjermen. Dette gjøres både for å overvåke en spesifikk situasjon ved sentralvarmestasjonen, og for å overvåke den generelle tilstanden til systemet. På disse skjermene blir alle kontrollerte og justerbare parametere visualisert i sanntid, inkludert parametere som leses av varmemålere. Alt teknologisk utstyr og måleinstrumenter er utstyrt med popup-tips i henhold til den tekniske dokumentasjonen.

Bildet av utstyr og automatiseringsmidler på mnemonic-diagrammet er så nært som mulig den virkelige visningen.

På neste nivå av flervindusgrensesnittet kan du direkte kontrollere varmeoverføringsprosessen, endre innstillinger, se egenskapene til driftsutstyret og overvåke parametrene i sanntid med en endringshistorikk.

På fig. 2 viser et skjermgrensesnitt for visning og styring av de viktigste automasjonsverktøyene (kontrollkontroller og varmemåler). På skjermbildet for kontrollerstyring er det mulig å endre telefonnumre for sending av SMS-meldinger, forby eller tillate overføring av nød- og informasjonsmeldinger, kontrollere frekvensen og mengden av dataoverføring, og sette parametere for selvdiagnostikk av måleinstrumenter. På skjermen til varmemåleren kan du se alle innstillinger, endre tilgjengelige innstillinger og kontrollere modusen for datautveksling med kontrolleren.

Ris. 2. Kontrollskjermer for Vzlet TSRV varmekalkulator og PCD253 kontroller

På fig. 3 viser pop-up paneler for reguleringsutstyr (reguleringsventil og pumpegrupper). Den viser gjeldende status for dette utstyret, feildetaljer og noen parametere som er nødvendige for selvdiagnose og verifisering. Så for pumper er tørrløpstrykk, MTBF og oppstartsforsinkelse svært viktige parametere.

Ris. 3. Betjeningspanel for pumpegrupper og reguleringsventil

På fig. 4 viser skjermer for overvåking av parametere og kontrollsløyfer i grafisk form med mulighet for å se endringshistorikk. Alle kontrollerte parametere for varmetransformatorstasjonen vises på parameterskjermen. De er gruppert i henhold til deres fysiske betydning (temperatur, trykk, strømning, varmemengde, varmeeffekt, belysning). Alle kontrollsløyfer med parametere vises på skjermen til kontrollsløyfer og gjeldende verdi for parameteren vises, gitt dødsonen, ventilens posisjon og valgt kontrolllov. Alle disse dataene på skjermene er delt inn i sider, lik det generelt aksepterte designet i Windows-applikasjoner.

Ris. fire. Skjermer for grafisk visning av parametere og kontrollsløyfer

Alle skjermer kan flyttes over plass til to skjermer mens du utfører flere oppgaver samtidig. Alle nødvendige parametere for problemfri drift av varmefordelingssystemet er tilgjengelig i sanntid.

Hvor lenge har systemet vært i utvikling?hvor mange utviklere var det?

Den grunnleggende delen av forsendelses- og kontrollsystemet i sporingsmodus ble utviklet innen en måned av forfatteren av denne artikkelen og lansert i byen Velsk. På fig. et fotografi presenteres fra det midlertidige kontrollrommet, hvor systemet er installert og er under prøvedrift. For øyeblikket setter vår organisasjon i drift enda et varmepunkt og en nødvarmekilde. Det er ved disse anleggene et spesielt kontrollrom blir utformet. Etter idriftsettelse vil alle åtte varmepunktene inkluderes i systemet.

Ris. 5. Midlertidig ekspeditørs arbeidsplass

Under driften av det automatiserte prosesskontrollsystemet dukker det opp ulike kommentarer og ønsker fra ekspedisjonstjenesten. Dermed er prosessen med å oppdatere systemet hele tiden i gang for å forbedre driftsegenskapene og bekvemmeligheten til avsenderen.

Hva er effekten av å innføre et slikt styringssystem?

Fordeler og ulemper

I denne artikkelen setter forfatteren ikke i oppgave å vurdere den økonomiske effekten av innføringen av et styringssystem i tall. Besparelsene er imidlertid åpenbare på grunn av reduksjonen av personell involvert i vedlikehold av systemet, en betydelig reduksjon i antall ulykker. I tillegg er miljøpåvirkningen åpenbar. Det bør også bemerkes at innføringen av et slikt system lar deg raskt reagere og eliminere situasjoner som kan føre til uforutsette konsekvenser. Tilbakebetalingsperioden for hele komplekset av arbeid (konstruksjon av hovedoppvarming og varmepunkter, installasjon og igangkjøring, automatisering og utsendelse) for kunden vil være 5-6 år.

Fordelene med et fungerende kontrollsystem kan gis:

Visuell presentasjon av informasjon om det grafiske bildet av objektet;

Når det gjelder animasjonselementene, ble de lagt til prosjektet på en spesiell måte for å forbedre den visuelle effekten av å se programmet.

Utsikter for utvikling av systemet

Det særegne ved varmeforsyning er den stive gjensidige påvirkningen av varmeforsynings- og varmeforbruksmoduser, samt mangfoldet av forsyningspunkter for flere varer (termisk energi, kraft, kjølevæske, varmt vann). Hensikten med varmeforsyning er ikke å gi produksjon og transport, men å opprettholde kvaliteten på disse varene for hver enkelt forbruker.

Dette målet ble oppnådd relativt effektivt med stabile kjølevæskestrømningshastigheter i alle elementene i systemet. "Kvalitets"-reguleringen vi bruker, innebærer i sin natur å endre kun temperaturen på kjølevæsken. Fremveksten av etterspørselskontrollerte bygninger sikret uforutsigbarheten til hydrauliske regimer i nettverk samtidig som kostnadskonsistensen i selve bygningene ble opprettholdt. Klager i nabohusene måtte elimineres ved overdreven sirkulasjon og tilsvarende masseoverløp.

De hydrauliske beregningsmodellene som brukes i dag, kan, til tross for periodiske kalibreringer, ikke ta hensyn til kostnadsavvik ved bygningsinnsats på grunn av endringer i intern varmeproduksjon og varmtvannsforbruk, samt påvirkning av sol, vind og regn. Med den faktiske kvalitativ-kvantitative reguleringen er det nødvendig å "se" systemet i sanntid og gi:

• kontroll av maksimalt antall leveringspunkter;
• avstemming av gjeldende balanse mellom forsyning, tap og forbruk;
• kontrollhandling i tilfelle uakseptabelt brudd på modi.

Ledelsen bør være så automatisert som mulig, ellers er det rett og slett umulig å implementere det. Utfordringen var å oppnå dette uten unødige utgifter til å sette opp sjekkpunkter.

I dag, når det i et stort antall bygg finnes målesystemer med strømningsmålere, temperatur- og trykksensorer, er det urimelig å bruke dem kun til økonomiske beregninger. ACS "Teplo" er hovedsakelig bygget på generalisering og analyse av informasjon "fra forbrukeren".

Når du opprettet det automatiserte kontrollsystemet, ble typiske problemer med utdaterte systemer overvunnet:

• avhengighet av riktigheten av beregninger av måleenheter og påliteligheten til data i ukontrollerbare arkiver;
• umuligheten av å samle operasjonelle balanser på grunn av inkonsistens i tidspunktet for målinger;
• manglende evne til å kontrollere raskt skiftende prosesser;
• manglende overholdelse av de nye kravene til informasjonssikkerhet i den føderale loven "Om sikkerheten til den kritiske informasjonsinfrastrukturen i Den russiske føderasjonen".

Effekter fra implementeringen av systemet:

Forbrukertjenester:

• fastsettelse av reelle saldoer for alle typer varer og kommersielle tap:
• fastsettelse av mulig inntekt utenfor balansen;
• kontroll av faktisk strømforbruk og dets samsvar med tekniske spesifikasjoner for tilkobling;
• innføring av restriksjoner som tilsvarer betalingsnivået;
• overgang til en todelt tariff;
• overvåke KPIer for alle tjenester som jobber med forbrukere og vurdere kvaliteten på arbeidet deres.

Utnyttelse:

• bestemmelse av teknologiske tap og balanser i varmenettverk;
• utsendelse og nødkontroll i henhold til faktiske moduser;
• opprettholde optimale temperaturplaner;
• overvåke tilstanden til nettverk;
• justering av varmeforsyningsmoduser;
• kontroll av nedstengninger og brudd på moduser.

Utvikling og investering:

• pålitelig vurdering av resultatene av gjennomføringen av forbedringsprosjekter;
• vurdering av effektene av investeringskostnader;
• utvikling av varmeforsyningsordninger i ekte elektroniske modeller;
• optimalisering av diametre og nettverkskonfigurasjon;
• reduksjon av tilkoblingskostnader, tatt i betraktning de reelle reservene av båndbredde og energibesparelser for forbrukere;
• renoveringsplanlegging
• organisering av felles arbeid av CHP og fyrhus.

En viktig nyttetjeneste i moderne byer er varmeforsyning. Varmeforsyningssystemet tjener til å møte befolkningens behov innen oppvarmingstjenester for boliger og offentlige bygninger, varmtvannsforsyning (vannoppvarming) og ventilasjon.

Det moderne urbane varmeforsyningssystemet inkluderer følgende hovedelementer: en varmekilde, varmeoverføringsnettverk og enheter, samt varmeforbrukende utstyr og enheter - varme-, ventilasjons- og varmtvannsforsyningssystemer.

Byvarmesystemer er klassifisert i henhold til følgende kriterier:

• - grad av sentralisering;
• - type kjølevæske;
• - metode for å generere termisk energi;
• - metode for å levere vann til varmtvannsforsyning og oppvarming;
• - antall rørledninger til varmenettverk;
• - en måte å gi forbrukerne termisk energi, etc.

Av grad av sentralisering varmeforsyning skille to hovedtyper:

• 1) sentraliserte varmeforsyningssystemer, som er utviklet i byer og distrikter med overveiende bygninger i flere etasjer. Blant dem er: høyt organisert sentralisert varmeforsyning basert på kombinert produksjon av varme og elektrisitet ved CHP - fjernvarme og fjernvarme fra fjernvarme og industrielle varmekjeler;
• 2) desentralisert varmeforsyning fra små tilstøtende kjeleanlegg (festet, kjeller, tak), individuelle varmeenheter, etc.; samtidig er det ingen varmenett og tilhørende tap av termisk energi.

Av type kjølevæske Skille mellom damp- og vannvarmesystemer. I dampvarmesystemer fungerer overopphetet damp som en varmebærer. Disse systemene brukes hovedsakelig til teknologiske formål innen industri, kraftindustri. For behovene til felles varmeforsyning til befolkningen på grunn av den økte faren under driften, brukes de praktisk talt ikke.

I vannvarmeanlegg er varmebæreren varmtvann. Disse systemene brukes hovedsakelig for å levere termisk energi til urbane forbrukere, for varmtvannsforsyning og oppvarming, og i noen tilfeller for teknologiske prosesser. I vårt land står vannvarmesystemer for mer enn halvparten av alle varmenett.

Av metode for å generere varmeenergi skille:

• - Kombinert produksjon av varme og elektrisitet ved kraftvarmeverk. I dette tilfellet brukes varmen fra den termiske arbeidsdampen til å generere elektrisitet når dampen ekspanderer i turbinene, og deretter brukes den gjenværende varmen fra eksosdampen til å varme opp vann i varmevekslerne som utgjør varmeutstyret til CHP. Varmtvann brukes til oppvarming av urbane forbrukere. I et kraftvarmeverk brukes således høypotensialvarme til å generere elektrisitet, og lavpotensialvarme brukes til å levere varme. Dette er energibetydningen av den kombinerte produksjonen av varme og elektrisitet, som gir en betydelig reduksjon i det spesifikke drivstofforbruket ved produksjon av varme og elektrisitet;
• - separat generering av termisk energi, når oppvarming av vann i kjeleanlegg (termiske kraftverk) skilles fra generering av elektrisk energi.

Av vannforsyningsmetode for varmtvannsforsyning er vannvarmesystemer delt inn i åpne og lukkede. I åpent vannvarmeanlegg tilføres varmtvann til kranene til det lokale varmtvannssystemet direkte fra varmenettene. I lukkede vannvarmesystemer brukes vann fra varmenett kun som varmemedium for oppvarming i varmtvannsberedere - varmevekslere (kjeler) av tappevann, som deretter kommer inn i det lokale varmtvannsforsyningssystemet.

Av antall rørledninger Det finnes enkeltrørs, torørs og flerrørs varmeforsyningssystemer.

Av måte å tilby forbrukerne med termisk energi skilles enkelt- og flertrinns varmeforsyningssystemer - avhengig av ordningene for å koble abonnenter (forbrukere) til varmenettverk. Nodene for å koble varmeforbrukere til varmenett kalles abonnentinnganger. Ved abonnentinngangen til hver bygning er varmtvannsberedere, heiser, pumper, beslag, instrumentering installert for å regulere parametrene og strømmen av kjølevæsken i henhold til lokal varme- og vannbeslag. Derfor kalles ofte en abonnentinngang et lokalt varmepunkt (MTP). Hvis en abonnentinngang bygges for et eget anlegg, kalles det et individuelt varmepunkt (ITP).

Ved organisering av ett-trinns varmeforsyningssystemer kobles varmeforbrukere direkte til varmenett. En slik direkte tilkobling av varmeanordninger begrenser grensene for tillatt trykk i varmenettverk, siden det høye trykket som kreves for å transportere kjølevæsken til sluttforbrukere er farlig for oppvarming av radiatorer. På grunn av dette brukes entrinnssystemer til å levere varme til et begrenset antall forbrukere fra fyrhus med kort lengde på varmenett.

I flertrinnssystemer, mellom varmekilden og forbrukerne, plasseres sentralvarmesentre (CHP) eller kontroll- og distribusjonspunkter (CDP), der parametrene til kjølevæsken kan endres på forespørsel fra lokale forbrukere. Sentralvarme- og distribusjonssentralene er utstyrt med pumpe- og vannvarmeenheter, kontroll- og sikkerhetsutstyr, instrumentering designet for å gi en gruppe forbrukere i et kvartal eller distrikt termisk energi med de nødvendige parameterne. Ved hjelp av pumpe- eller vannvarmeinstallasjoner er hovedrørledninger (første trinn) delvis eller fullstendig hydraulisk isolert fra distribusjonsnett (andre trinn). Fra CHP eller KRP leveres en varmebærer med akseptable eller etablerte parametere gjennom felles eller separate rørledninger i andre trinn til MTP for hver bygning for lokale forbrukere. Samtidig utføres det kun heisblanding av returvann fra lokale varmeinstallasjoner, lokal regulering av vannforbruk til varmtvannsforsyning og regnskap for varmeforbruk i MTP.

Organiseringen av fullstendig hydraulisk isolasjon av varmenettverk i første og andre trinn er det viktigste tiltaket for å forbedre påliteligheten til varmeforsyningen og øke rekkevidden av varmetransport. Flertrinns varmeforsyningssystemer med sentralvarme- og distribusjonssentre gjør det mulig å redusere antall lokale varmtvannsberedere, sirkulasjonspumper og temperaturkontrollere installert i MTP med et ett-trinnssystem med titalls ganger. I sentralvarmesentralen er det mulig å organisere behandling av lokalt tappevann for å forhindre korrosjon av varmtvannsforsyningssystem. Til slutt, under byggingen av sentralvarme- og distribusjonssentrene, reduseres enhetsdriftskostnadene og kostnadene for vedlikehold av personell for serviceutstyr i MTP betydelig.

Termisk energi i form av varmt vann eller damp transporteres fra et termisk kraftverk eller kjelehus til forbrukere (til boligbygg, offentlige bygninger og industribedrifter) gjennom spesielle rørledninger - varmenettverk. Ruten for varmenett i byer og andre tettsteder bør gis i de tekniske banene som er tildelt for ingeniørnettverk.

Moderne oppvarmingsnettverk av urbane systemer er komplekse ingeniørstrukturer. Lengden deres fra kilden til forbrukerne er titalls kilometer, og diameteren på strømnettet når 1400 mm. Strukturen til termiske nettverk inkluderer varmerørledninger; kompensatorer som oppfatter temperaturforlengelser; frakobling, regulering og sikkerhetsutstyr installert i spesielle kamre eller paviljonger; pumpestasjoner; fjernvarmepunkt (RTP) og varmepunkt (TP).

Varmenett er delt inn i hoved, lagt på hovedretningene til bebyggelsen, distribusjon - innen kvartalet, mikrodistrikt - og grener til enkeltbygg og abonnenter.

Ordninger av termiske nettverk brukes, som regel, stråle. For å unngå avbrudd i tilførselen av varme til forbrukeren er individuelle hovednett koblet til hverandre, samt installasjon av jumpere mellom grener. I store byer, i nærvær av flere store varmekilder, bygges mer komplekse varmenettverk i henhold til ringskjemaet.

For å sikre pålitelig funksjon av slike systemer, er deres hierarkiske konstruksjon nødvendig, der hele systemet er delt inn i en rekke nivåer, som hver har sin egen oppgave, og synker i verdi fra toppnivå til bunn. Det øvre hierarkiske nivået består av varmekilder, det neste nivået er hovedvarmenett med RTP, det nedre er distribusjonsnett med abonnentinnganger fra forbrukere. Varmekilder leverer varmt vann med en gitt temperatur og et gitt trykk til varmenettene, sikrer sirkulasjon av vann i systemet og opprettholder riktig hydrodynamisk og statisk trykk i det. De har spesielle vannbehandlingsanlegg, hvor det utføres kjemisk rensing og avlufting av vann. Hovedvarmebærerstrømmene transporteres gjennom hovedvarmenettene til varmeforbruksnodene. I RTP er kjølevæsken fordelt mellom distriktene, autonome hydrauliske og termiske regimer opprettholdes i distriktenes nettverk. Organiseringen av den hierarkiske konstruksjonen av varmeforsyningssystemer sikrer deres kontrollerbarhet under drift.

For å kontrollere de hydrauliske og termiske modusene til varmeforsyningssystemet, er det automatisert, og mengden varme som tilføres reguleres i henhold til forbruksstandarder og abonnentkrav. Den største mengden varme brukes på oppvarming av bygninger. Varmebelastningen endres med utetemperaturen. For å opprettholde samsvar med varmeforsyningen til forbrukerne, bruker den sentral regulering av varmekilder. Det er ikke mulig å oppnå høy kvalitet på varmeforsyningen ved kun å bruke sentral regulering, derfor benyttes ekstra automatisk regulering ved varmepunkter og forbrukere. Vannforbruket for varmtvannsforsyning er i konstant endring, og for å opprettholde en stabil varmeforsyning blir den hydrauliske modusen til varmenettverk automatisk regulert, og temperaturen på varmtvann opprettholdes konstant og lik 65 ° C.

De viktigste systemiske problemene som kompliserer organiseringen av en effektiv mekanisme for funksjon av varmeforsyning i moderne byer inkluderer følgende:

• - betydelig fysisk og moralsk slitasje på utstyr til varmeforsyningssystemer;
• - høyt nivå av tap i varmenettverk;
• - massiv mangel på varmeenergimålere og varmeforsyningsregulatorer blant innbyggerne;
• - overvurdert termisk belastning av forbrukere;
• - ufullkommenhet av normativt-juridisk og lovgivningsmessig grunnlag.

Utstyret til termiske kraftverk og varmenettverk har en høy grad av slitasje i gjennomsnitt i Russland, og når 70%. Det totale antallet varmekjelehus domineres av små, ineffektive, prosessen med gjenoppbygging og avvikling går veldig sakte. Økningen i termisk kapasitet ligger årlig etter de økende belastningene med 2 ganger eller mer. På grunn av systematiske avbrudd i leveringen av kjelebrensel i mange byer, oppstår det årlig alvorlige vanskeligheter med tilførsel av varme til boligområder og hus. Oppstart av varmesystemer om høsten strekker seg i flere måneder, "undervarmede" boliglokaler om vinteren har blitt normen, ikke unntaket; frekvensen av utstyrsutskifting synker, antallet utstyr i nødstilfelle øker. Dette forhåndsbestemt de siste årene en kraftig økning i ulykkesraten for varmeforsyningssystemer.