Automatizarea sistemului de alimentare cu căldură (punct individual de încălzire). Gestionarea alimentării cu căldură Reglarea regimului termic al clădirii

Ca parte a furnizării de echipamente de tablou electric, au fost furnizate dulapuri electrice și dulapuri de comandă pentru două clădiri (ITP). Pentru primirea și distribuirea energiei electrice la punctele de încălzire se folosesc dispozitive de intrare și distribuție, formate din cinci panouri fiecare (10 panouri în total). În panourile de intrare sunt instalate comutatoare, supresoare de supratensiune, ampermetre și voltmetre. Panourile ATS din ITP1 și ITP2 sunt implementate pe baza unităților de comutare de transfer automat. Panourile de distributie ASU contin dispozitive de protectie si comutare (contactoare, soft starter, butoane si lampi) ale echipamentelor tehnologice ale punctelor de incalzire. Toate întreruptoarele sunt echipate cu contacte de stare care indică oprirea de urgență. Aceste informații sunt transmise controlerelor instalate în dulapurile de automatizare.

Pentru monitorizarea și controlul echipamentului se folosesc controlere OWEN PLC110. La acestea sunt conectate modulele de intrare/ieșire OWEN MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U, precum și panourile tactile ale operatorului.

Lichidul de răcire este introdus direct în camera ITS. Alimentarea cu apă pentru alimentarea cu apă caldă, încălzirea și alimentarea cu căldură a încălzitoarelor de aer ale sistemelor de ventilație a aerului se realizează cu corecție în funcție de temperatura aerului exterior.

Afișarea parametrilor tehnologici, a accidentelor, a stării echipamentelor și a controlului dispecerării ITP se realizează de la postul de lucru al dispecerilor din camera de control centrală integrată a clădirii. Serverul de expediere stochează o arhivă a parametrilor de proces, a accidentelor și a stării echipamentelor ITP.

Automatizarea punctelor de încălzire asigură:

• menținerea temperaturii lichidului de răcire furnizat sistemelor de încălzire și ventilație în conformitate cu graficul de temperatură;
• menținerea temperaturii apei în sistemul ACM atunci când este furnizată consumatorilor;
• programarea diferitelor moduri de temperatură pe ore ale zilei, zile ale săptămânii și sărbători;
• monitorizarea respectării valorilor parametrilor determinate de algoritmul tehnologic, susținând limitele parametrilor tehnologici și de urgență;
• controlul temperaturii lichidului de răcire returnat la rețeaua de încălzire a sistemului de alimentare cu încălzire conform unui program de temperatură dat;
• măsurarea temperaturii aerului exterior;
• menținerea unei anumite diferențe de presiune între conductele de alimentare și retur ale sistemelor de ventilație și încălzire;
• controlul pompelor de circulație conform unui algoritm dat:
  • pornit/oprit;
  • controlul echipamentelor de pompare cu convertizoare de frecvență folosind semnale de la un PLC instalat în dulapuri de automatizare;
  • comutare periodică principală/de rezervă pentru a asigura ore de funcționare egale;
  • comutare automată de urgență la o pompă de rezervă bazată pe controlul unui senzor de presiune diferențială;
  • menținerea automată a unei anumite căderi de presiune în sistemele de consum de căldură.
• controlul supapelor de reglare a lichidului de răcire în circuitele primare ale consumatorilor;
• controlul pompelor și supapelor pentru alimentarea circuitelor de încălzire și ventilație;
• stabilirea valorilor parametrilor tehnologici și de urgență prin sistemul de dispecerat;
• controlul pompelor de drenaj;
• monitorizarea stării intrărilor electrice pe fază;
• sincronizarea timpului controlerului cu ora unificată a sistemului de dispecerat (SOEV);
• pornirea echipamentului după restabilirea alimentării în conformitate cu un algoritm dat;
• trimiterea de mesaje de urgență către sistemul de dispecerat.

Schimbul de informații între controlerele de automatizare și nivelul superior (stație de lucru cu software specializat de dispecerizare MasterSCADA) se realizează prin protocolul Modbus/TCP.

Introducerea sistemelor de control automat (ACS) pentru încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă este abordarea principală pentru economisirea energiei termice. Instalarea sistemelor automate de control în punctele individuale de încălzire, conform Institutului de Inginerie Termică All-Russian (Moscova), reduce consumul de căldură în sectorul rezidențial cu 5-10%, iar în spațiile administrative cu 40%. Cel mai mare efect este obținut datorită reglării optime în perioada primăvară-toamnă a sezonului de încălzire, când automatizarea punctelor centrale de încălzire practic nu își îndeplinește pe deplin funcționalitatea. În climatul continental al Uralilor de Sud, când diferența de temperatură exterioară poate fi de 15-20 °C în timpul zilei, introducerea sistemelor de control automat pentru încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă devine foarte relevantă.

Reglarea regimului termic al clădirii

Gestionarea regimului termic se reduce la menținerea acestuia la un anumit nivel sau modificarea acestuia în conformitate cu o anumită lege.

La punctele de încălzire, reglarea se realizează în principal a două tipuri de încărcare termică: alimentarea cu apă caldă și încălzirea.

Pentru ambele tipuri de încărcare termică, ACP trebuie să mențină neschimbate temperaturile setate ale apei de alimentare cu apă caldă și aerului din încăperile încălzite.

O caracteristică distinctivă a controlului încălzirii este inerția sa termică mare, în timp ce inerția sistemului de alimentare cu apă caldă este mult mai mică. Prin urmare, sarcina de a stabiliza temperatura aerului într-o cameră încălzită este mult mai dificilă decât sarcina de a stabiliza temperatura apei calde într-un sistem de alimentare cu apă caldă.

Principalele influențe perturbatoare sunt condițiile meteorologice externe: temperatura aerului exterior, vântul, radiația solară.

Există următoarele scheme de reglementare fundamental posibile:

• reglare bazată pe abaterea temperaturii interioare a incintei de la cea stabilită prin influențarea debitului de apă care intră în sistemul de încălzire;
• reglare în funcție de perturbarea parametrilor externi ducând la o abatere a temperaturii interne de la cea setată;
• reglare în funcție de modificările temperaturii exterioare și interioare (prin perturbări și abateri).

Orez. 2.1 Schema structurala controlați condițiile termice ale încăperii prin abaterea temperaturii interne a încăperii

În fig. 2.1 prezintă o diagramă bloc a controlului regimului termic al unei încăperi pe baza abaterii temperaturii interne a incintei, iar în Fig. Figura 2.2 prezintă o schemă bloc a controlului regimului termic al unei încăperi prin perturbarea parametrilor externi.

Orez. 2.2. Schema bloc a controlului regimului termic al unei încăperi prin perturbarea parametrilor externi

Deranjamentele interioare ale regimului termic al clădirii sunt nesemnificative.

Pentru metoda de control al perturbațiilor, pot fi selectate următoarele semnale pentru a monitoriza temperatura exterioară:

• temperatura apei care intră în sistemul de încălzire;
• cantitatea de căldură care intră în sistemul de încălzire:
• consumul de lichid de racire.

ACP trebuie să țină cont de următoarele moduri de funcționare ale sistemului centralizat de alimentare cu căldură, în care:

• Temperatura apei la sursa de căldură nu este controlată în funcție de temperatura exterioară actuală, care este principalul factor perturbator pentru temperatura internă. Temperatura apei din retea la sursa de caldura este determinata de temperatura aerului pe o perioada indelungata, tinand cont de prognoza si de puterea termica disponibila a echipamentului. Întârzierea transportului, măsurată în ore, duce și la o discrepanță între temperatura apei din rețea a abonatului și temperatura exterioară actuală;
• modurile hidraulice ale rețelelor de încălzire necesită limitarea debitului maxim și uneori minim de apă din rețea către stația de încălzire;
• Sarcina de alimentare cu apă caldă are un impact semnificativ asupra modurilor de funcționare ale sistemelor de încălzire, ducând la temperaturi variabile ale apei în sistemul de încălzire sau consumul de apă din rețea pentru sistemul de încălzire în timpul zilei, în funcție de tipul sistemului de alimentare cu căldură, schema de conectare. a încălzitoarelor de alimentare cu apă caldă și a circuitului de încălzire.

Sistem de control al perturbărilor

Un sistem de control al perturbațiilor se caracterizează prin următoarele:

• există un dispozitiv care măsoară magnitudinea perturbării;
• pe baza rezultatelor măsurătorilor, regulatorul exercită un efect de control asupra debitului de lichid de răcire;
• regulatorul primește informații despre temperatura din interiorul camerei;
• perturbarea principală este temperatura aerului exterior, care este controlată de ACP, deci perturbarea va fi numită controlată.

Variante ale schemelor de control al perturbațiilor pentru semnalele de urmărire de mai sus:

• reglarea temperaturii apei care intră în sistemul de încălzire pe baza temperaturii curente a aerului exterior;
• reglarea fluxului de căldură furnizat sistemului de încălzire în funcție de temperatura curentă a aerului exterior;
• reglarea debitului de apă din rețea în funcție de temperatura aerului exterior.

După cum se poate observa din figurile 2.1, 2.2, indiferent de metoda de control, sistemul automat de control al alimentării cu căldură trebuie să conțină următoarele elemente principale:

• aparate primare de măsurare - senzori de temperatură, debit, presiune, presiune diferențială;
• aparate secundare de măsurare;
• actuatoare care contin regulatoare si actionari;
• regulatoare cu microprocesor;
• dispozitive de incalzire (cazane, aeroterme, calorifere).

Senzori de alimentare cu căldură ACP

Principalii parametri ai alimentării cu căldură, care sunt menținuți în conformitate cu specificațiile folosind sisteme de control automat, sunt larg cunoscuți.

În sistemele de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă, temperatura, debitul, presiunea și căderea de presiune sunt de obicei măsurate. Unele sisteme măsoară sarcina termică. Metodele și metodele de măsurare a parametrilor lichidului de răcire sunt tradiționale.

Orez. 2.3

În fig. 2.3 prezintă senzorii de temperatură ai companiei suedeze „Tur and Anderson”.

Regulatoare automate

Un regulator automat este un instrument de automatizare care primește, amplifică și convertește semnalul pentru a opri variabila controlată și influențează în mod intenționat obiectul controlat.

În prezent, se folosesc în principal controlere digitale bazate pe microprocesoare. În acest caz, mai multe regulatoare pentru sistemele de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă sunt de obicei implementate într-un controler cu microprocesor.

Majoritatea controlerelor interne și externe pentru sistemele de alimentare cu căldură au aceeași funcționalitate:

1. în funcție de temperatura aerului exterior, regulatorul asigură temperatura necesară a lichidului de răcire pentru încălzirea clădirii conform programului de încălzire, controlând o supapă de control cu ​​un antrenament electric instalat pe conducta rețelei de încălzire;


2. reglarea automată a programului de încălzire se face în conformitate cu nevoile unei anumite clădiri. Pentru cea mai mare eficienta economisirea căldurii, programul de alimentare este ajustat în mod constant ținând cont de condițiile reale ale stației de încălzire, climă și pierderea de căldură a încăperii;


3. Economiile de lichid de răcire pe timp de noapte sunt realizate printr-o metodă de control temporar. Schimbarea sarcinii pentru reducerea parțială a lichidului de răcire depinde de temperatura exterioară, astfel încât, pe de o parte, să reducă consumul de căldură, pe de altă parte, să nu înghețe și să se încălzească camera la timp dimineața. În acest caz, momentul pornirii modului de încălzire pe timp de zi sau încălzire intensivă este calculat automat pentru a atinge temperatura dorită a camerei la momentul potrivit;


4. regulatoarele fac posibilă asigurarea celei mai scăzute temperaturi posibile a apei de retur. În același timp, sistemul este protejat de îngheț;


5. se face reglaj automat, setat in sistemul de alimentare cu apa calda. Când consumul în sistemul de alimentare cu apă caldă este mic, sunt acceptabile abateri mari de temperatură (zonă moartă crescută). Acest lucru va împiedica înlocuirea tijei supapei prea des și va prelungi durata de viață a acesteia. Pe măsură ce sarcina crește, zona moartă scade automat și precizia controlului crește;


6. se declanşează alarma pentru depăşirea setărilor. De obicei sunt generate următoarele alarme:
   • alarma de temperatura daca temperatura reala difera de temperatura setata;
   • un semnal de alarmă de la pompă apare în cazul unei defecțiuni;
   • semnal de alarma de la senzorul de presiune din vasul de expansiune;
   • se primește un semnal de alarmă în funcție de durata de viață dacă echipamentul a funcționat pentru perioada specificată;
   • alarma generala - daca controlerul a inregistrat una sau mai multe alarme;


7. Parametrii obiectului controlat sunt înregistrați și transferați pe computer.

Orez. 2.4

În fig. Figura 2.4 prezintă controlerele cu microprocesor ECL-1000 de la Danfoss.

Autoritățile de reglementare

Un actuator este una dintre verigile sistemelor de control automat concepute pentru a influența direct obiectul de reglare. În general actuator constă dintr-un actuator și un organism de reglementare.

Orez. 2.5

Dispozitivul de acţionare este partea de antrenare a organismului de reglementare (Fig. 2.5).

Sistemele automate de control al alimentării cu căldură folosesc în principal cele electrice (electromagnetice și electrice).

Organismul de reglementare este conceput pentru a modifica consumul unei substanțe sau energie în obiectul reglementării. Există regulatoare de măsurare și de accelerare. Dispozitivele de dozare includ acele dispozitive care modifică debitul unei substanțe prin modificarea performanței unităților (dozatoare, alimentatoare, pompe).

Orez. 2.6

Elementele de control al clapetei de accelerație (Fig. 2.6) sunt o rezistență hidraulică variabilă care modifică curgerea unei substanțe prin modificarea zonei de curgere a acesteia. Acestea includ supape de control, ascensoare, clapete repetate, robinete etc.

Organismele de reglementare sunt caracterizate de mulți parametri, dintre care principalii sunt: ​​debitul Kv, presiunea nominală Py, căderea de presiune la nivelul regulatorului Dy și alezajul nominal Dy.

Pe lângă parametrii dați ai organismului de reglementare, care determină în principal proiectarea și dimensiunile acestora, există și alte caracteristici care sunt luate în considerare la alegerea unui organism de reglementare, în funcție de condițiile specifice de utilizare a acestora.

Cea mai importantă este caracteristica de debit, care stabilește dependența lățime de bandă raportat la mișcarea supapei la o cădere constantă de presiune.

Supapele de reglare a clapetei sunt de obicei modelate pentru a avea o caracteristică de debit liniară sau procentuală egală.

Cu o caracteristică de debit liniară, creșterea debitului este proporțională cu creșterea mișcării porții.

Cu o caracteristică de debit procent egal, creșterea debitului (pe măsură ce mișcarea porții se modifică) este proporțională cu valoarea curentă a debitului.

În condiții de funcționare, tipul caracteristicii debitului se modifică în funcție de căderea de presiune pe supapă. Când este pompată, supapa de control este caracterizată printr-o caracteristică de curgere, care reprezintă dependența debitului relativ al mediului de gradul de deschidere a organului de control.

Cea mai mică valoare a debitului care menține caracteristica de debit în limitele toleranței specificate este evaluată ca debit minim.

În multe cazuri de automatizare Procese de producție Regulatorul trebuie să aibă o gamă largă de capacități, care este raportul dintre capacitatea condiționată și capacitatea minimă.

O condiție necesară pentru funcționarea fiabilă a unui sistem de control automat este alegerea potrivita forme ale caracteristicilor de curgere ale supapei de control.

Pentru un sistem specific, caracteristica de curgere este determinată de valorile parametrilor mediului care curge prin supapă și de caracteristica de curgere a acestuia. În general, caracteristica debitului diferă de caracteristica debitului, deoarece parametrii mediului (în principal presiunea și căderea de presiune) depind de obicei de debitul. Prin urmare, sarcina de a alege caracteristica de curgere preferată a unei supape de control este împărțită în două etape:

1. selectarea formei caracteristicii de curgere, asigurând un coeficient de transmisie constant al supapei de control pe întregul domeniu de sarcină;


2. selectarea formei caracteristicii de curgere care oferă forma dorită a caracteristicii de curgere în funcție de parametrii de mediu dați.

La modernizarea sistemelor de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă, sunt specificate dimensiunile rețelei tipice, presiunea disponibilă și presiunea inițială a mediului, organismul de reglementare este ales astfel încât atunci când consum minim prin supapă, pierderea din acesta corespundea excesului de presiune a mediului dezvoltat de sursă, iar forma caracteristicii de curgere a fost apropiată de cea specificată. Metoda de calcul hidraulic atunci când alegeți o supapă de control necesită destul de multă muncă.

AUZHKH Trust 42, în colaborare cu SUSU, a dezvoltat un program de calcul și selectare a autorităților de reglementare pentru cele mai comune sisteme de încălzire și alimentare cu apă caldă.

Pompe circulare

Indiferent de schema de conectare a sarcinii termice, în circuitul sistemului de încălzire este instalată o pompă de circulație (Fig. 2.7).

Orez. 2.7. Pompă circulară (Grundfog).

Este format dintr-un regulator de viteză, un motor electric și pompa în sine. Pompa de circulație modernă este o pompă fără etanșare cu rotor umed care nu necesită întreținere. Motorul este controlat, de regulă, de un regulator electronic de turație, conceput pentru a optimiza performanța pompei care funcționează în condiții de perturbări externe crescute care acționează asupra sistemului de încălzire.

Acțiunea pompei de circulație se bazează pe dependența presiunii de performanța pompei și, de regulă, are un caracter pătratic.

Parametrii pompei de circulație:

• performanţă;
• presiune maximă;
• viteză;
• intervalul de viteză.

AUZHKH trust 42 are informatie necesara privind calculul și selecția pompelor de circulație și poate oferi sfaturile necesare.

Schimbatoare de caldura

Cele mai importante elemente de alimentare cu căldură sunt schimbătoarele de căldură. Există două tipuri de schimbătoare de căldură: tubulare și plăci. Într-un mod simplificat, un schimbător de căldură tubular poate fi reprezentat ca două țevi (o țeavă se află în interiorul celeilalte țevi). Un schimbător de căldură cu plăci este un schimbător de căldură compact asamblat pe un cadru corespunzător de plăci ondulate echipate cu etanșări. Schimbătoarele de căldură tubulare și cu plăci sunt utilizate pentru alimentarea cu apă caldă, încălzire și ventilație. Principalii parametri ai oricărui schimbător de căldură sunt:

• putere;
• coeficient de transfer termic;
• pierderea de presiune;
• maxim temperatura de lucru;
• presiune maximă de lucru;
• debit maxim.

Schimbătoarele de căldură cu carcasă și tuburi au o eficiență scăzută datorită debitelor scăzute de apă în tuburi și spațiul dintre tuburi. Acest lucru duce la valori scăzute ale coeficientului de transfer de căldură și, în consecință, dimensiuni nerezonabil de mari. În timpul funcționării schimbătoarelor de căldură, sunt posibile depuneri semnificative sub formă de calcar și produse de coroziune. În schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub, îndepărtarea depunerilor este foarte dificilă.

În comparație cu schimbătoarele de căldură tubulare, schimbătoarele de căldură cu plăci diferă eficienta crescuta prin îmbunătățirea schimbului de căldură între plăci, în care fluxurile turbulente de lichid de răcire trec în contracurent. În plus, repararea schimbătorului de căldură este destul de simplă și ieftină.

Schimbătoarele de căldură cu plăci rezolvă cu succes problema preparării apei calde la punctele de încălzire practic fără pierderi de căldură, motiv pentru care sunt utilizate în mod activ astăzi.

Principiul de funcționare al schimbătoarelor de căldură cu plăci este următorul. Lichidele implicate în procesul de transfer de căldură sunt introduse în schimbătorul de căldură prin conducte (Fig. 2.8).

Orez. 2.8

Garniturile montate in mod special asigura distributia lichidelor prin canalele corespunzatoare, eliminand posibilitatea amestecarii debitelor. Tipul de ondulații pe plăci și configurația canalului sunt selectate în funcție de cantitatea necesară de trecere liberă între plăci, asigurând astfel conditii optime proces de transfer de căldură.

Orez. 2.9

Un schimbător de căldură cu plăci (Fig. 2.9) este format dintr-un set de plăci metalice ondulate cu găuri în colțuri pentru trecerea a două fluide. Fiecare placă este echipată cu o garnitură care limitează spațiul dintre plăci și asigură curgerea lichidelor în acest canal. consum de lichid de racire, proprietăți fizice lichidele, pierderea de presiune și condițiile de temperatură determină numărul și dimensiunea plăcilor. Suprafața lor ondulată contribuie la creșterea fluxului turbulent. Contactând în direcții de intersectare, ondulațiile susțin plăcile, care se află în condiții de presiune diferită de la ambii lichide de răcire. Pentru a modifica debitul (creșterea sarcinii termice), este necesar să adăugați un anumit număr de plăci la pachetul schimbătorului de căldură.

Pentru a rezuma cele de mai sus, observăm că avantajele schimbătoarelor de căldură cu plăci sunt:

• compactitatea. Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt de peste trei ori mai compacte decât schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub și de peste șase ori mai ușoare, cu aceeași putere;
• ușurință de instalare. Schimbatoarele de caldura nu necesita o fundatie speciala;
• costuri reduse de întreținere. Debitul foarte turbulent provoacă o poluare scăzută. Noile modele de schimbatoare de caldura sunt proiectate in asa fel incat sa extinda, pe cat posibil, perioada de functionare in care nu sunt necesare reparatii. Curățarea și verificarea durează puțin timp, deoarece fiecare foaie de încălzire din schimbătoarele de căldură este îndepărtată și poate fi curățată individual;
• utilizare eficientă energie termală. Schimbatorul de caldura cu placi are un coeficient ridicat de transfer termic, transfera caldura de la sursa catre consumator cu pierderi reduse;
• fiabilitate;
• capacitatea de a crește semnificativ sarcina termică prin adăugarea unui anumit număr de plăci.

Regimul de temperatură al clădirii ca obiect de reglare

Când descrii procese tehnologice sistemele de alimentare cu căldură utilizează scheme de calcul statice care descriu stările de echilibru și scheme de calcul dinamice care descriu moduri tranzitorii.

Diagramele de proiectare ale sistemului de alimentare cu căldură determină conexiunile dintre influențele de intrare și ieșire asupra obiectului de control sub principalele perturbații interne și externe.

O clădire modernă este un sistem complex de căldură și energie, prin urmare, sunt introduse ipoteze simplificatoare pentru a descrie regimul de temperatură al clădirii.

• Pentru mai multe etaje clădiri civile Partea clădirii pentru care se efectuează calculul este localizată. Deoarece regimul de temperatură într-o clădire variază în funcție de etaj și de amenajarea orizontală a încăperii, regimul de temperatură este calculat pentru una sau mai multe dintre camerele cel mai favorabil amplasate.


• Calculul transferului de căldură convectiv într-o încăpere se bazează pe ipoteza că temperatura aerului în fiecare moment este aceeași pe întregul volum al încăperii.


• La determinarea transferului de căldură prin gardurile externe, se presupune că gardul sau partea sa caracteristică are aceeași temperatură în planuri perpendiculare pe direcția fluxului de aer. Apoi procesul de transfer de căldură prin gardurile exterioare va fi descris printr-o ecuație unidimensională de conducere a căldurii.


• Calculul transferului de căldură radiantă într-o cameră permite, de asemenea, o serie de simplificări:

  a) consideram ca aerul din incapere este un mediu radiant;
  b) neglijăm reflexia multiplă a fluxurilor radiante de pe suprafețe;
  c) înlocuim formele geometrice complexe cu altele mai simple.



• Parametrii climatului exterior:

  a) dacă se fac calcule ale regimului de temperatură al incintelor la valori extreme ale indicatorilor de climă extern posibil într-o zonă dată, atunci protecția termică a gardurilor și puterea sistemului de control al microclimatului vor asigura menținerea stabilă a condițiilor specificate. ;
  b) dacă acceptăm cerințe mai relaxate, atunci în încăpere vor fi observate abateri de la condițiile de proiectare în anumite momente.

Prin urmare, la atribuirea caracteristicilor de proiectare ale climatului extern, este necesar să se țină cont de disponibilitatea condițiilor interne.

Specialiștii de la AUZHKH Trust 42, împreună cu oamenii de știință de la SUSU, au dezvoltat un program de calculator pentru calcularea modurilor de funcționare statice și dinamice ale intrărilor abonaților.

Orez. 2.10

În fig. 2.10 prezintă principalii factori perturbatori care acționează asupra obiectului reglementării (premise). Sursa de căldură Q, provenită de la sursa de căldură, îndeplinește funcțiile unei acțiuni de control pentru a menține temperatura camerei T camera la ieșirea obiectului. Temperatura exterioară T afară, viteza vântului V vântul, radiația solară J rad, pierderea de căldură internă Q în interior sunt influențe perturbatoare. Toate aceste influențe sunt funcții ale timpului și sunt aleatorii în natură. Problema este complicată de faptul că procesele de transfer de căldură sunt nestaționare și sunt descrise prin ecuații cu diferențe parțiale.

Mai jos este o diagramă de proiectare simplificată a sistemului de încălzire, care descrie destul de precis regimurile termice statice din clădire și, de asemenea, ne permite să evaluăm calitativ influența principalelor perturbații asupra dinamicii transferului de căldură și să implementăm metodele de bază de reglare. procesele de încălzire a spațiului.

În prezent, studiile sistemelor neliniare complexe (care includ procese de schimb de căldură într-o încăpere încălzită) sunt efectuate folosind metode de modelare matematică. Aplicație tehnologia calculatoarelor a studia dinamica procesului de încălzire a camerei și posibilele metode de control este o metodă de inginerie eficientă și convenabilă. Eficacitatea modelării constă în faptul că dinamica unui sistem real complex poate fi studiată folosind programe de aplicație relativ simple. Modelarea matematică vă permite să studiați un sistem cu parametrii săi în continuă schimbare, precum și influențele perturbatoare. Utilizarea pachetelor de software de modelare pentru a studia procesul de încălzire este deosebit de valoroasă, deoarece cercetarea folosind metode analitice se dovedește a fi foarte laborioasă și complet nepotrivită.

Orez. 2.11

În fig. Figura 2.11 prezintă fragmente ale diagramei de proiectare pentru modul static al sistemului de încălzire.

Figura conține următoarele simboluri:

1. t 1 (T n) - temperatura apei din rețea în conducta de alimentare reteaua de alimentare;
2. Tn (t) - temperatura aerului exterior;
3. U este coeficientul de amestecare al unității de amestecare;
4. φ - debitul relativ al apei din rețea;
5. ΔТ - diferența de temperatură calculată în sistemul de încălzire;
6. δt - diferența de temperatură calculată în rețeaua de încălzire;
7. T in - temperatura interioară a încăperii încălzite;
8. G - consumul de apa din retea la punctul de incalzire;
9. D r - scăderea presiunii apei în sistemul de încălzire;
10. t - timp.

Când utilizatorul introduce cu echipamente instalate având în vedere sarcina de încălzire proiectată Q 0 și programul zilnic de sarcină de alimentare cu apă caldă Q r, programul vă permite să rezolvați oricare dintre următoarele probleme.

La orice temperatură a aerului exterior Tn:

• determina temperatura interioara a incintei incalzite T in, in timp ce cele specificate sunt debitul de apa din retea sau intrarea G c si graficul temperaturii din linia de alimentare;
• determinarea debitului de apă din rețea pentru intrarea G c necesar pentru asigurarea temperaturii interioare specificate a incintei încălzite T în cu un program de temperatură cunoscut al rețelei de încălzire;
• determinați temperatura necesară a apei în conducta de alimentare a rețelei de încălzire t 1 (graficul temperaturii rețelei) pentru a asigura temperatura internă specificată a incintei încălzite T in la un debit dat de apă de alimentare G c. Aceste probleme sunt rezolvate pentru orice schema de racordare la instalatia de incalzire (dependenta, independenta) si orice schema de racordare la alimentarea cu apa calda (serie, paralela, mixta).

Pe lângă parametrii indicați, se determină consumul de apă și temperatura în toate punctele caracteristice ale circuitului, consumul de căldură pentru sistemul de încălzire și sarcinile termice ale ambelor trepte ale încălzitorului și pierderea presiunii lichidului de răcire în acestea. Programul vă permite să calculați modurile de intrare a abonaților cu orice tip de schimbătoare de căldură (carca și tub sau placă).

Orez. 2.12

În fig. Figura 2.12 prezintă fragmente din diagrama de calcul a modului dinamic al sistemului de încălzire.

Programul de calcul al regimului termic dinamic al unei clădiri permite introducerea utilizatorului cu echipamentul selectat la o sarcină de încălzire de proiectare dată Q 0 pentru a rezolva oricare dintre următoarele probleme:

• calculul unei scheme de control pentru regimul termic al unei încăperi pe baza abaterii temperaturii sale interne;
• calculul unei scheme de control pentru regimul termic al unei încăperi pe baza perturbărilor parametrilor externi;
• calculul regimului termic al unei clădiri folosind metode de control calitativ, cantitativ și combinat;
• calculul controlerului optim cu caracteristici statice neliniare ale elementelor reale ale sistemului (senzori, supape de control, schimbătoare de căldură etc.);
• cu o temperatură a aerului exterior variabilă în timp Tn (t), este necesar:
• determinați modificarea în timp a temperaturii interioare a încăperii încălzite T in;
• determina modificarea în timp a debitului de apă din rețea pe intrare G c necesară pentru a asigura temperatura internă specificată a incintei încălzite T în la un program de temperatură arbitrar al rețelei de încălzire;
• determinați modificarea în timp a temperaturii apei în conducta de alimentare a rețelei de încălzire t 1 (t).

Aceste probleme sunt rezolvate pentru orice schema de racordare la instalatia de incalzire (dependenta, independenta) si orice schema de racordare la alimentarea cu apa calda (serie, paralela, mixta).

Introducerea sistemelor de control automat al alimentării cu căldură în clădirile rezidențiale

Orez. 2.13

În fig. 2.13 prezentat schema circuitului sisteme pentru controlul automat al încălzirii și alimentării cu apă caldă într-un punct individual de încălzire (IHP) cu conexiune dependentă a sistemului de încălzire și un circuit în două trepte de încălzitoare de alimentare cu apă caldă. A fost instalat de AUZHKH Trust 42 și a trecut testele și verificările operaționale. Acest sistem aplicabil oricărei scheme de racordare pentru sistemele de încălzire și alimentare cu apă caldă de acest tip.

Sarcina principală a acestui sistem este menținerea unei anumite dependențe a modificărilor debitului de apă din rețea pentru sistemul de încălzire și alimentare cu apă caldă de temperatura aerului exterior.

Racordarea sistemului de încălzire al clădirii la rețelele de încălzire se realizează după o schemă dependentă cu amestecare cu pompă. Pentru a pregăti apă caldă pentru nevoile de apă caldă menajeră, este prevăzută instalarea încălzitoarelor cu plăci conectate la rețeaua de încălzire conform unei scheme mixte în două etape.

Sistemul de încălzire al clădirii este unul vertical cu două conducte cu distribuție mai mică a conductelor principale.

Sistemul automat de control al alimentării cu căldură al clădirii include soluții:

• pentru reglarea automată a funcționării circuitului extern de alimentare cu căldură;
• pentru reglarea automată a circuitului intern al sistemului de încălzire a clădirii;
• să creeze un regim de confort în incintă;
• pentru reglarea automată a funcționării schimbătorului de căldură ACM.

Sistemul de încălzire este echipat cu un regulator de temperatură a apei cu microprocesor pentru circuitul de încălzire al clădirii (circuit intern) complet cu senzori de temperatură și o supapă de control acționată electric. În funcție de temperatura aerului exterior, dispozitivul de control asigură temperatura necesară a lichidului de răcire pentru încălzirea clădirii în conformitate cu programul de încălzire, controlând o supapă de control cu ​​o acționare electrică instalată pe o conductă directă din rețeaua de încălzire. Pentru a limita temperatura maximă a apei de retur returnată la rețeaua de încălzire, un semnal de la un senzor de temperatură instalat pe conducta de retur a rețelei de încălzire este introdus în controlerul cu microprocesor. Controlerul cu microprocesor protejează sistemul de încălzire împotriva înghețului. Pentru a menține o presiune diferențială constantă, pe supapa de control al temperaturii este prevăzut un regulator de presiune diferențială.

Pentru a regla automat temperatura aerului în incinta clădirii, designul prevede termostate pe dispozitivele de încălzire. Termostatele oferă confort și economisesc energie.

Pentru a menține o diferență constantă de presiune între conductele înainte și retur ale sistemului de încălzire, este instalat un regulator de presiune diferențială.

Pentru a regla automat funcționarea schimbătorului de căldură, pe apa de încălzire este instalat un regulator automat de temperatură, care modifică alimentarea cu apă de încălzire în funcție de temperatura apei încălzite care intră în sistemul de ACM.

În conformitate cu cerințele „Regulilor de contabilitate a energiei termice și a lichidului de răcire” din 1995, contorizarea comercială a energiei termice a fost efectuată la intrarea rețelei de încălzire la ITP folosind un contor de căldură instalat pe conducta de alimentare de la încălzire. rețea și un contor de volum instalat pe conducta de retur la rețeaua de încălzire.

Contorul de căldură include:

• debitmetru;
• CPU;
• doi senzori de temperatură.

Controlerul cu microprocesor oferă indicații pentru următorii parametri:

• cantitatea de căldură;
• cantitatea de lichid de răcire;
• temperatura agentului de răcire;
• diferența de temperatură;
• timpul de funcționare a contorului de căldură.

Toate elementele sistemelor automate de control și alimentarea cu apă caldă sunt realizate cu echipamente Danfoss.

Regulatorul cu microprocesor ECL 9600 este conceput pentru a controla temperatura apei în sistemele de încălzire și de alimentare cu apă caldă în două circuite independente și este utilizat pentru instalarea la punctele de încălzire.

Regulatorul are ieșiri releu pentru controlul supapelor de control și pompelor de circulație.

Elemente care trebuie conectate la controlerul ECL 9600:

• senzor de temperatură a aerului exterior ESMT;
• senzor de temperatură la alimentarea cu lichid de răcire în circuitul de circulație 2, ESMA/C/U;
• acţionare reversibilă a supapei de control din seria AMB sau AMV (220 V).

În plus, următoarele elemente pot fi atașate suplimentar:

• senzor de temperatura apei pe retur din circuitul de circulatie, ESMA/C/U;
• Senzor de temperatură a aerului interior ESMR.

Controlerul cu microprocesor ECL 9600 are cronometre analogice sau digitale încorporate și un afișaj LCD pentru întreținere ușoară.

Indicatorul încorporat este folosit pentru a monitoriza vizual parametrii și pentru a face ajustări.

Dacă este conectat un senzor intern de temperatură a aerului ESMR/F, temperatura lichidului de răcire care intră în sistemul de încălzire este reglată automat.

Controlerul poate limita valoarea temperaturii apei pe retur din circuitul de circulație în regim de urmărire în funcție de temperatura aerului exterior (limitare proporțională) sau poate seta o valoare constantă pentru limitarea maximă sau minimă a temperaturii apei pe retur din circuitul de circulație.

Caracteristici care asigură confort și economii de energie termică:

• reducerea temperaturii în instalația de încălzire pe timp de noapte și în funcție de temperatura exterioară sau în funcție de valoarea de reducere setată;
• capacitatea de a opera sistemul cu putere crescută după fiecare perioadă de scădere a temperaturii în sistemul de încălzire (încălzirea rapidă a camerei);
• capacitatea de a opri automat sistemul de încălzire la o anumită temperatură exterioară setată (oprire de vară);
• oportunitatea de a lucra cu tipuri variate acţionare mecanizate a supapelor de control;
• telecomandă controler folosind ESMF/ECA 9020.

Funcții de protecție:

• limitarea temperaturilor maxime si minime ale apei furnizate circuitului de circulatie;
• control pompa, curatare periodica vara;
• protecția sistemului de încălzire împotriva înghețului;
• posibilitatea de conectare a unui termostat de siguranta.

Echipamente moderne ale sistemelor automate de control al alimentării cu căldură

Internă și companii străine oferă o selecție largă echipament modern sisteme automate de control al alimentării cu căldură cu funcționalitate aproape identică:

1. Controlul încălzirii:
   • Amortizarea temperaturii exterioare.
   • „Efectul luni”
   • Constrângeri liniare.
   • Limite de temperatură pe retur.
   • Corecția temperaturii camerei.
   • Autoajustarea programului de livrare.
   • Optimizarea timpului de pornire.
   • Modul economic pe timp de noapte.


2. Controlul ACM:
   • Funcție de sarcină scăzută.
   • Limită de temperatură a apei de retur.
   • Temporizator separat.


3. Controlul pompei:
   • Protecție împotriva înghețului.
   • Oprirea pompei.
   • Promenada pompei.


4. Alarme:
   • De la pompă.
   • În funcție de temperatura de îngheț.
   • General.

Seturi de echipamente de alimentare cu căldură firme cunoscute, „Danfoss” (Danemarca), „Alfa Laval” (Suedia), „Tur and Anderson” (Suedia), „Raab Karcher” (Germania), „Honeywell” (SUA) includ în general următoarele instrumente și dispozitive pentru reglementarea sistemelor și contabilitate.

1. Echipamente pentru automatizarea punctului de încălzire al unei clădiri:
   


2. Echipamente de măsurare a căldurii.
   


3. Echipament auxiliar.
   • Supape de reținere.
   • Supapele cu bilă sunt instalate pentru a închide ermetic coloanele și pentru a scurge apa. În același timp, în stare deschisă, în timpul funcționării sistemului, supapele cu bilă nu creează practic nicio rezistență suplimentară. Se pot instala si pe toate ramurile de la intrarea in cladire si la punctul de incalzire.
   • Supape cu bilă de golire.
   • O supapă de reținere este instalată pentru a proteja împotriva pătrunderii apei în conducta de alimentare în conducta de retur atunci când pompa se oprește.
   • Un filtru cu plasă cu robinet cu bilă pe scurgerea de la intrarea în sistem asigură purificarea apei din suspensiile solide.
   • Gurile de aerisire automate asigură eliberarea automată a aerului atunci când sistemul de încălzire este umplut, precum și în timpul funcționării sistemului de încălzire.
   • Radiatoare.
   • Convectoare.
   • Interfoane ("Vika" AUZHKH trust 42).

O analiză a fost efectuată la AUZHKH Trust 42 funcţionalitate echipamente pentru sisteme automate de control al alimentării cu căldură de la cele mai cunoscute companii: Danfoss, Tour și Anderson, Honeywell. Angajații Trust pot oferi sfaturi calificate cu privire la implementarea echipamentelor de la aceste companii.

Articolul este dedicat utilizării sistemului SCADA Trace Mode pentru controlul online și de la distanță al instalațiilor de încălzire centralizată a orașului. Unitatea în care a fost implementat proiectul descris este situată în sudul regiunii Arhangelsk (orașul Velsk). Proiectul prevede monitorizarea operațională și managementul procesului de preparare și distribuție a căldurii pentru încălzire și alimentare apa fierbinte obiecte vitale ale orasului.

CJSC „SpetsTeploStroy”, Yaroslavl

Enunțarea problemei și a funcțiilor necesare sistemului

Scopul cu care s-a confruntat compania noastră a fost construirea unei rețele de coloană vertebrală pentru alimentarea cu căldură în cea mai mare parte a orașului, folosind metode avansate de construcție, în care s-au folosit conducte preizolate pentru a construi rețeaua. În acest scop, au fost construite cincisprezece kilometri de rețele principale de încălzire și șapte puncte de încălzire centrală (CHS). Scopul centralei termice este utilizarea apei supraîncălzite din GT-CHP (conform programului 130/70 °C), pregătirea lichidului de răcire pentru rețelele de încălzire intra-bloc (conform programului 95/70 °C) și încălziți apa la 60 °C pentru nevoile de alimentare cu apă caldă menajeră (alimentare cu apă caldă), Centrala termică funcționează după o schemă independentă, închisă.

La stabilirea problemei, au fost luate în considerare multe cerințe pentru a asigura principiul de economisire a energiei de funcționare a centralei termice. Iată câteva dintre cele deosebit de importante:

Efectuați controlul în funcție de vreme a sistemului de încălzire;

Mentinerea parametrilor ACM la un nivel dat (temperatura t, presiunea P, debitul G);

Menține parametrii fluidului de încălzire la un nivel dat (temperatura t, presiunea P, debitul G);

Organizați contorizarea comercială a energiei termice și a lichidului de răcire în conformitate cu reglementările în vigoare documente de reglementare(ND);

Asigurarea ATS (intrare de rezervă automată) a pompelor (rețea și alimentare cu apă caldă) cu egalizarea duratei de viață a motorului;

Corectați parametrii de bază folosind calendarul și ceasul în timp real;

Efectuează transfer periodic de date către centrul de control;

Efectuează diagnosticarea instrumentelor de măsură și a echipamentelor de operare;

Lipsa personalului de serviciu la centrala termica;

Monitorizați și informați prompt personalul de service cu privire la apariția situațiilor de urgență.

Ca urmare a acestor cerințe, au fost determinate funcțiile sistemului operațional de telecomandă creat. Au fost selectate instrumente de automatizare de bază și auxiliare și de transmisie a datelor. A fost selectat un sistem SCADA pentru a asigura operabilitatea sistemului în ansamblu.

Funcții de sistem necesare și suficiente:

1_Funcții de informare:

Măsurarea și controlul parametrilor tehnologici;

Alarma si inregistrarea abaterilor parametrilor de la limitele stabilite;

Formarea și distribuirea datelor operaționale către personal;

Arhivarea și vizualizarea istoricului parametrilor.

2_Funcții de control:

Reglarea automată a parametrilor importanți ai procesului;

Control de la distanță a dispozitivelor periferice (pompe);

Protecție și blocare tehnologică.

3_Funcții de service:

Autodiagnosticarea complexului software și hardware în timp real;

Transferul datelor către centrul de control conform unui program, la cerere și la apariție situație de urgență;

Testarea performanței și funcționarea corectă dispozitive de calculși canale de intrare/ieșire.

Ceea ce a influențat alegerea instrumentelor de automatizare

si software?

Alegerea principalelor instrumente de automatizare s-a bazat în principal pe trei factori - preț, fiabilitate și versatilitate de configurare și programare. Da, pentru muncă independentă Pentru centrala termică și pentru transmiterea datelor au fost alese regulatoare liber programabile din seria PCD2-PCD3 de la Saia-Burgess. Pentru a crea o cameră de control, a fost ales sistemul SCADA domestic Trace Mode 6. Pentru transmiterea datelor, s-a decis să se utilizeze un sistem convențional comunicare celulară: utilizați un canal vocal obișnuit pentru transmiterea de date și mesaje SMS pentru a notifica prompt personalul despre apariția situațiilor de urgență.

Care este principiul de funcționare al sistemului

și caracteristicile implementării controlului în modul Trace?

Ca și în cazul multor sisteme similare, functii de management pentru influența directă asupra mecanismelor de reglementare se acordă nivelului inferior, iar controlul întregului sistem în ansamblu este acordat nivelului superior. Omit în mod deliberat descrierea funcționării nivelului inferior (controlerelor) și a procesului de transfer de date și merg direct la descrierea celui superior.

Pentru ușurință în utilizare, camera de control este dotată cu un computer personal (PC) cu două monitoare. Datele din toate punctele circulă către controlerul de expediere și sunt transmise prin interfața RS-232 către un server OPC care rulează pe un PC. Proiectul este implementat în Trace Mode versiunea 6 și este proiectat pentru 2048 de canale. Aceasta este prima etapă de implementare a sistemului descris.

O caracteristică specială a implementării sarcinii în modul Trace este încercarea de a crea o interfață cu mai multe ferestre cu capacitatea de a monitoriza procesul de alimentare cu căldură on-line, atât pe harta orașului, cât și pe diagramele mnemonice ale punctelor de încălzire. Utilizarea unei interfețe cu mai multe ferestre ne permite să rezolvăm problemele de afișare a unei cantități mari de informații pe afișajul dispecerului, care trebuie să fie suficiente și în același timp neredundante. Principiul unei interfețe cu mai multe ferestre vă permite să aveți acces la orice parametri de proces în conformitate cu structura ierarhică a ferestrelor. De asemenea, simplifică implementarea sistemului la fața locului, deoarece o astfel de interfață aspect Este foarte asemănător cu familia de produse Microsoft utilizată pe scară largă și are hardware de meniu și bare de instrumente similare care sunt familiare oricărui utilizator de computer personal.

În fig. 1 arată ecranul principal al sistemului. Afișează schematic rețeaua principală de încălzire indicând sursa de căldură (CHP) și punctele de încălzire centrală (de la primul până la al șaptelea). Ecranul afișează informații despre apariția situațiilor de urgență la instalații, temperatura curentă a aerului exterior, data și ora ultimei transmisii de date din fiecare punct. Obiectele de alimentare cu căldură sunt echipate cu vârfuri pop-up. Când apare o situație anormală, obiectul de pe diagramă începe să „clipească”, iar în raportul de alarmă apar o înregistrare a evenimentului și un indicator roșu intermitent lângă data și ora transmiterii datelor. Este posibil să vizualizați parametrii termici măriți pentru centralele termice și pentru întreaga rețea de încălzire în ansamblu. Pentru a face acest lucru, trebuie să dezactivați afișarea listei de rapoarte de alarmă și avertizare (butonul „OT&P”).

Orez. 1. Ecranul principal al sistemului. Amenajarea instalațiilor de alimentare cu căldură în Velsk

Trecerea la schema mimica a unui punct de încălzire este posibilă în două moduri - trebuie să faceți clic pe pictograma de pe harta orașului sau pe butonul cu inscripția punctului de încălzire.

Schema de imitație a punctului de încălzire se deschide pe al doilea ecran. Acest lucru se face atât pentru comoditatea monitorizării situației specifice la centrala termică, cât și pentru monitorizarea stării generale a sistemului. Pe aceste ecrane, toți parametrii controlați și reglabili sunt vizualizați în timp real, inclusiv parametrii care sunt citiți din contoarele de căldură. Toate echipamente tehnologice iar instrumentele de măsură sunt prevăzute cu tooltips în conformitate cu documentația tehnică.

Imaginea echipamentelor și a echipamentelor de automatizare de pe diagrama mnemonică este cât mai apropiată de aspectul real.

La următorul nivel al interfeței cu mai multe ferestre, puteți controla direct procesul de transfer de căldură, puteți modifica setările, puteți vizualiza caracteristicile echipamentului de operare și puteți monitoriza parametrii în timp real cu un istoric al modificărilor.

În fig. Figura 2 prezintă o interfață ecran pentru vizualizarea și controlul principalului echipament de automatizare (controler și calculator de căldură). Pe ecranul de control al controlerului, este posibilă schimbarea numerelor de telefon pentru trimiterea de mesaje SMS, interzicerea sau permiterea transmiterii de mesaje de urgență și informare, controlul frecvenței și cantității de transmitere a datelor și setarea parametrilor pentru autodiagnosticarea instrumentelor de măsură. Pe ecranul contorului de căldură, puteți vizualiza toate setările, puteți modifica setările disponibile și puteți controla modul de schimb de date cu controlerul.

Orez. 2. Ecrane de control pentru contorul de căldură „Vzlyot TSriv” și controlerul PCD253

În fig. Figura 3 prezintă panouri pop-up pentru echipamentele de control (supapă de control și grupuri de pompe). Aceasta afișează starea curentă a acestui echipament, informații despre eroare și unii parametri necesari pentru autodiagnosticare și verificare. Astfel, pentru pompe, parametrii foarte importanți sunt presiunea de funcționare în uscat, timpul dintre defecțiuni și întârzierea la pornire.

Orez. 3. Panou de control pentru grupuri de pompe și supapă de control

În fig. Figura 4 prezintă ecrane pentru monitorizarea parametrilor și buclele de control în formă grafică cu posibilitatea de a vizualiza istoricul modificărilor. Toți parametrii controlați ai punctului de încălzire sunt afișați pe ecranul de parametri. Sunt grupate după semnificația lor fizică (temperatura, presiunea, debitul, cantitatea de căldură, puterea termică, iluminatul). Ecranul bucle de control afișează toate buclele de control ale parametrilor și afișează valoarea curentă a parametrului setat ținând cont de zona moartă, poziția supapei și legea de control selectată. Toate aceste date de pe ecrane sunt împărțite în pagini, cum ar fi design general acceptatîn aplicațiile Windows.

Orez. 4. Ecrane pentru afișarea grafică a parametrilor și a circuitelor de control

Toate ecranele pot fi mutate pe spațiul a două monitoare, realizând simultan mai multe sarcini. Toți parametrii necesari pentru funcționarea fără probleme a sistemului de distribuție a căldurii sunt disponibili în timp real.

Cât timp a durat dezvoltarea sistemului?cati dezvoltatori au fost?

Partea de bază a sistemului de expediere și control în modul Trace a fost dezvoltată în termen de o lună de autorul acestui articol și lansată în orașul Velsk. În fig. Este prezentată o fotografie din camera de control temporară în care este instalat sistemul și este în funcțiune de probă. În acest moment, organizația noastră pune în funcțiune un alt punct de încălzire și o sursă de căldură de urgență. În aceste facilități este proiectată o cameră de control specială. După punerea în funcțiune, toate cele opt puncte de încălzire vor fi incluse în sistem.

Orez. 5. Temporar la locul de muncă dispecer

În timpul funcționării sistemului automat de control al procesului, din serviciul de expediere apar diverse comentarii și sugestii. Astfel, sistemul este actualizat constant pentru a îmbunătăți proprietățile operaționale și confortul dispecerului.

Care este efectul implementării unui astfel de sistem de management?

Avantaje și dezavantaje

În acest articol, autorul nu își propune să evalueze efect economic de la implementarea unui sistem de management digital. Cu toate acestea, economiile sunt evidente datorită reducerii personalului implicat în întreținerea sistemului și reducerii semnificative a numărului de accidente. În plus, impactul asupra mediului este evident. De asemenea, trebuie remarcat faptul că implementarea unui astfel de sistem vă permite să răspundeți rapid și să eliminați situațiile care ar putea duce la consecințe neprevăzute. Perioada de rambursare a întregului complex de lucrări (construcție rețea de încălzire și puncte de încălzire, instalare și punere în funcțiune, automatizare și dispecerizare) pentru client va fi de 5-6 ani.

Avantajele unui sistem de control de lucru pot fi citate:

Reprezentarea vizuală a informațiilor pe o imagine grafică a unui obiect;

În ceea ce privește elementele de animație, acestea au fost adăugate special în proiect pentru a îmbunătăți efectul vizual al vizionării programului.

Perspective de dezvoltare a sistemului

Caracteristicile furnizării de căldură sunt influența reciprocă strictă a modurilor de alimentare și de consum de căldură, precum și multiplicitatea punctelor de livrare pentru mai multe bunuri ( energie termală, putere, lichid de răcire, apă caldă). Scopul furnizării de căldură nu este de a asigura producerea și transportul, ci de a menține calitatea acestor bunuri pentru fiecare consumator.

Acest obiectiv a fost atins relativ eficient cu debite stabile de lichid de răcire în toate elementele sistemului. Reglarea „calității” pe care o folosim prin însăși esența sa implică o modificare numai a temperaturii lichidului de răcire. Apariția clădirilor cu consum controlat a asigurat imprevizibilitatea regimurilor hidraulice în rețele menținând în același timp costuri constante în clădirile în sine. Plângerile din casele învecinate trebuiau eliminate prin circulație crescută și supraîncălzirea masivă corespunzătoare.

Modelele de calcul hidraulic utilizate astăzi, în ciuda calibrării lor periodice, nu pot lua în considerare abaterile debitelor la aporturile din clădire din cauza schimbărilor în generarea internă de căldură și consumul de apă caldă, precum și influența soarelui, vântului și ploii. Cu o reglementare calitativă și cantitativă efectivă, este necesar să se „vezi” sistemul în timp real și să se asigure:

• controlul numărului maxim de puncte de livrare;
• întocmirea balanțelor curente de aprovizionare, pierderi și consum;
• acţiune de control în cazul încălcării inacceptabile a regimurilor.

Managementul trebuie să fie cât mai automatizat posibil, altfel este pur și simplu imposibil de implementat. Provocarea a fost de a realiza acest lucru fără a suporta costuri excesive pentru echipamentul punctului de control.

Astăzi, când un număr mare de clădiri au sisteme de măsurare cu debitmetre, senzori de temperatură și presiune, nu este înțelept să le folosim doar pentru calcule financiare. ACS „Teplo” este construit în principal pe generalizarea și analiza informațiilor „de la consumator”.

La crearea sistemului de control automat, au fost depășite problemele tipice ale sistemelor învechite:

• dependența de corectitudinea calculelor dispozitivelor de contorizare și de fiabilitatea datelor din arhivele neverificabile;
• imposibilitatea întocmirii bilanţurilor operaţionale din cauza neconcordanţelor în timpii de măsurare;
• incapacitatea de a controla procesele în schimbare rapidă;
• nerespectarea noilor cerințe securitatea informatiei lege federala„Despre siguranța critică infrastructura informaţională Federația Rusă".

Efectele implementării sistemului:

Servicii pentru consumatori:

• determinarea soldurilor reale pentru toate tipurile de bunuri si pierderi comerciale:
• determinarea posibilelor venituri extrabilanțiale;
• controlul consumului real de energie și respectarea specificațiilor sale de conectare;
• introducerea de restricții corespunzătoare nivelului plăților;
• trecerea la un tarif în două părți;
• monitorizarea KPI-urilor pentru toate serviciile care lucrează cu consumatorii și evaluarea calității muncii lor.

Exploatare:

• definiție pierderi tehnologiceși solduri în rețelele de încălzire;
• dispecerare si control de urgenta in functie de conditiile reale;
• menținerea programelor optime de temperatură;
• monitorizarea stării rețelelor;
• reglarea modurilor de alimentare cu căldură;
• controlul opririlor și încălcărilor regimului.

Dezvoltare și investiții:

• evaluare fiabilă a rezultatelor implementării proiectelor de îmbunătățire;
• evaluarea efectelor costurilor de investiție;
• dezvoltarea schemelor de alimentare cu căldură în modele electronice reale;
• optimizarea diametrelor și configurației rețelei;
• reducerea costurilor de conectare, luând în considerare rezervele reale de lățime de bandă și economiile de energie în rândul consumatorilor;
• planificarea reparațiilor
• organizare colaborare CET și case de cazane.

Un serviciu public important în orașele moderne este furnizarea de căldură. Sistemul de alimentare cu căldură servește la satisfacerea nevoilor populației pentru servicii de încălzire în clădiri rezidențiale și publice, alimentare cu apă caldă (încălzirea apei) și ventilație.

Un sistem urban modern de alimentare cu căldură include următoarele elemente principale: o sursă de căldură, rețele și dispozitive de transfer de căldură, precum și echipamente și dispozitive consumatoare de căldură - sisteme de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă.

Sistemele urbane de alimentare cu căldură sunt clasificate după următoarele criterii:

• - gradul de centralizare;
• - tipul lichidului de răcire;
• - metoda de generare a energiei termice;
• - metoda de alimentare cu apa pentru alimentarea cu apa calda si incalzire;
• - numărul conductelor rețelei de încălzire;
• - o metodă de furnizare a consumatorilor cu energie termică etc.

De gradul de centralizare se disting sursele de încălzire doua tipuri principale:

• 1) sisteme centralizate furnizarea de căldură, care s-au dezvoltat în orașe și zone cu clădiri preponderent cu mai multe etaje. Dintre acestea putem evidenția: furnizarea centralizată de căldură foarte organizată, bazată pe producția combinată de căldură și energie electrică la centralele termice - termoficare și furnizare centralizată de căldură din centrale termice și centrale termice industriale;
• 2) furnizare descentralizată de căldură din instalațiile cazanelor casei mici (anexe, subsol, acoperiș), dispozitive individuale de încălzire etc.; În același timp, nu există rețele de încălzire și pierderi de energie termică asociate.

De tip de lichid de răcire Există sisteme de alimentare cu apă și abur. În sistemele de încălzire cu abur, aburul supraîncălzit acționează ca lichid de răcire. Aceste sisteme sunt utilizate în principal în scopuri tehnologice în industrie și generarea de energie. Datorită pericolului crescut în timpul funcționării lor, acestea practic nu sunt utilizate pentru nevoile de alimentare cu căldură municipală a populației.

În sistemele de încălzire a apei, lichidul de răcire este apă caldă. Aceste sisteme sunt utilizate în principal pentru furnizarea de energie termică a consumatorilor urbani, pentru furnizarea de apă caldă și încălzire, iar în unele cazuri pentru procese tehnologice. În țara noastră, sistemele de încălzire cu apă reprezintă mai mult de jumătate din toate rețelele de încălzire.

De metoda de generare a energiei termice distinge:

• - producerea combinată de căldură și electricitate la centrale termice. În acest caz, căldura aburului de apă caldă de lucru este utilizată pentru a genera electricitate atunci când aburul se extinde în turbine, iar apoi căldura rămasă a aburului de evacuare este utilizată pentru a încălzi apa în schimbătoarele de căldură care alcătuiesc echipamentul de încălzire al cogenerarii. plantă. Apa caldă este folosită pentru a furniza căldură consumatorilor urbani. Astfel, la o centrală termică, căldura cu potențial ridicat este folosită pentru a genera energie electrică, iar căldura cu potențial scăzut este folosită pentru furnizarea de căldură. Acesta este sensul energetic al producerii combinate de căldură și electricitate, care asigură o reducere semnificativă a consumului specific de combustibil la generarea energiei termice și electrice;
• - generarea separată de energie termică, atunci când încălzirea apei în centralele de cazane (stații termice) este separată de producția de energie electrică.

De metoda de alimentare cu apa Pentru alimentarea cu apă caldă, sistemele de încălzire a apei sunt împărțite în deschise și închise. În sistemele de încălzire cu apă caldă, apa caldă este furnizată la robinetele de apă ale sistemului local de alimentare cu apă caldă direct din rețelele de încălzire. În sistemele închise de încălzire cu apă, apa din rețelele de încălzire este utilizată numai ca mediu de încălzire pentru încălzirea apei de la robinet în boilerele - schimbătoare de căldură (cazane), care apoi intră în sistemul local de alimentare cu apă caldă.

De numărul de conducte Există sisteme de alimentare cu căldură cu o singură conductă, cu două conducte și cu mai multe conducte.

De modalitate de a oferi consumatorilor energia termică diferă între sistemele de alimentare cu căldură cu o etapă și mai multe trepte - în funcție de schemele de conectare a abonaților (consumatorilor) la rețelele de încălzire. Nodurile pentru conectarea consumatorilor de căldură la rețelele de încălzire se numesc intrări de abonat. La intrarea abonatului din fiecare clădire, sunt instalate încălzitoare de apă caldă, lifturi, pompe, fitinguri și instrumente pentru a regla parametrii și debitul de lichid de răcire pentru încălzirea locală și dispozitivele de distribuție a apei. Prin urmare, intrarea abonatului este adesea numită punct local de încălzire (MTP). Dacă intrarea abonatului este construită pentru obiect separat, atunci se numește punct individual de încălzire (IHP).

Atunci când se organizează sisteme de alimentare cu căldură cu o singură etapă, consumatorii de căldură sunt conectați direct la rețelele de încălzire. O astfel de conectare directă a dispozitivelor de încălzire limitează limitele de presiune admisibile în rețelele de încălzire, deoarece presiune ridicata, necesar pentru transportul lichidului de răcire către consumatorii finali, este periculos pentru încălzirea caloriferelor. Din acest motiv, sistemele cu o singură treaptă sunt utilizate pentru a furniza căldură unui număr limitat de consumatori din casele de cazane cu o lungime scurtă a rețelei de încălzire.

În sistemele cu mai multe etape, între sursa de căldură și consumatori sunt amplasate încălzirea centrală (CHP) sau punctele de control și distribuție (CDP), în care parametrii lichidului de răcire pot fi modificați la cererea consumatorilor locali. Centralele de încălzire și distribuție sunt echipate cu unități de pompare și încălzire a apei, supape de control și siguranță, precum și instrumente concepute pentru a asigura un grup de consumatori dintr-un bloc sau regiune cu energie termică a parametrilor necesari. Cu ajutorul unităților de pompare sau de încălzire a apei, conductele principale (prima treaptă) sunt izolate hidraulic parțial sau complet de rețelele de distribuție (a doua treaptă). Din punctul central de încălzire sau din centrul de distribuție, lichidul de răcire cu parametri acceptabili sau stabiliți este furnizat prin conducte comune sau separate din a doua etapă către PTM-ul fiecărei clădiri pentru consumatorii locali. Totodată, în MTP se realizează numai amestecarea prin lift a apei de retur de la instalațiile locale de încălzire, reglementarea locală a debitului de apă pentru alimentarea cu apă caldă și contorizarea consumului de căldură.

Organizarea izolației hidraulice complete a rețelelor de încălzire din prima și a doua etapă este cea mai importantă măsură pentru a crește fiabilitatea alimentării cu căldură și a crește distanța de transport a căldurii. Sistemele de alimentare cu căldură în mai multe etape cu stații centrale de încălzire și schimbătoare de căldură fac posibilă reducerea de zeci de ori a numărului de încălzitoare locale de apă caldă, pompe de circulație și regulatoare de temperatură instalate în MTP cu un sistem cu o singură treaptă. În centrala termică este posibil să se organizeze tratarea apei locale de la robinet pentru a preveni coroziunea sistemelor de alimentare cu apă caldă. În cele din urmă, la construirea unei stații centrale de încălzire și a unui centru de distribuție, costurile unitare de operare și costurile de întreținere a personalului pentru întreținerea echipamentelor din substația de transport sunt reduse semnificativ.

Energia termică sub formă de apă caldă sau abur este transportată de la o centrală termică sau o centrală termică la consumatori (cladiri de locuințe, clădiri publice și întreprinderi industriale) prin conducte speciale - rețele de încălzire. Traseul rețelelor de încălzire din orașe și alte zone populate ar trebui prevăzut în benzile tehnice alocate rețelelor de inginerie.

Rețelele moderne de încălzire ale sistemelor urbane sunt structuri inginerești complexe. Lungimea lor de la sursă la consumatori este de zeci de kilometri, iar diametrul rețelei ajunge la 1400 mm. Rețelele de căldură includ conducte de căldură; compensatoare care percep prelungiri de temperatură; echipamente de oprire, control și siguranță instalate în camere sau pavilioane speciale; stații de pompare; district puncte de încălzire(RTP) și puncte de încălzire (TP).

Rețelele de încălzire sunt împărțite în cele principale, așezate în direcțiile principale aşezare, distribuție - în cadrul unui bloc, microdistrict - și sucursale către clădiri individuale și abonați.

Diagramele rețelelor de căldură sunt de obicei folosite ca și radiale. Pentru a evita întreruperile în alimentarea cu căldură către consumator, este necesar să se conecteze separat rețele de coloană vertebrală unul pe altul, precum și instalarea de jumperi între ramuri. În orașele mari, dacă există mai multe surse mari de căldură, rețelele de încălzire mai complexe sunt construite într-un model inel.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă a unor astfel de sisteme, este necesar să le construim ierarhic, în care întregul sistem este împărțit într-un număr de niveluri, fiecare având propria sa sarcină, scăzând în importanță de la nivel superior spre fund. Nivelul ierarhic superior este format din sursele de căldură, următorul nivel - rețelele principale de încălzire cu RTP, cel inferior - rețelele de distribuție cu intrări de consumatori. Sursele de căldură furnizează apă caldă la o anumită temperatură și o anumită presiune rețelelor de încălzire, asigură circulația apei în sistem și mențin presiunea hidrodinamică și statică adecvată în acesta. Au stații speciale de tratare a apei unde se efectuează purificarea chimică și dezaerarea apei. Fluxurile principale de transport de căldură sunt transportate prin rețelele principale de încălzire către unitățile de consum de căldură. În RTP, lichidul de răcire este distribuit pe regiuni, iar în rețelele raionale se mențin regimuri hidraulice și termice autonome. Organizarea unei structuri ierarhice a sistemelor de alimentare cu căldură asigură controlabilitatea acestora în timpul funcționării.

Pentru a controla modurile hidraulice și termice ale sistemului de alimentare cu căldură, acesta este automatizat, iar cantitatea de căldură furnizată este reglementată în conformitate cu standardele de consum și cu cerințele abonaților. Cea mai mare cantitate de căldură este cheltuită pentru încălzirea clădirilor. Sarcina de încălzire se modifică odată cu temperatura exterioară. Pentru a menține furnizarea de căldură în concordanță cu consumatorii, utilizează o reglare centrală la sursele de căldură. Obține Calitate superioară furnizarea de căldură folosind doar reglarea centrală nu este posibilă, prin urmare, la punctele de încălzire și la consumatori, suplimentar reglare automată. Consumul de apă pentru alimentarea cu apă caldă este în continuă schimbare, iar pentru a menține o alimentare stabilă cu căldură, modul hidraulic al rețelelor de încălzire este reglat automat, iar temperatura apei calde este menținută constantă și egală cu 65 ° C.

Printre principalele probleme sistemice Factorii care complică organizarea unui mecanism eficient pentru funcționarea furnizării de căldură în orașele moderne includ următorii:

• - uzura fizică și morală semnificativă a echipamentelor sistemului de alimentare cu căldură;
• - nivel inalt pierderi în rețelele de încălzire;
• - o lipsă masivă de dispozitive de contorizare a căldurii și regulatoare de alimentare cu căldură în rândul locuitorilor;
• - încărcături termice supraestimate în rândul consumatorilor;
• - imperfecțiunea cadrului normativ și legislativ.

Echipamentele întreprinderilor de inginerie termică și ale rețelelor de încălzire sunt în medie în Rusia grad înalt uzura ajungand la 70%. Numărul total de cazane de încălzire este dominat de cele mici, ineficiente, procesul de reconstrucție și lichidare a acestora decurge foarte lent. Creșterea capacității termice rămâne anual în urma sarcinilor în creștere de 2 ori sau mai mult. Din cauza întreruperilor sistematice în furnizarea de combustibil pentru cazane în multe orașe, anual apar dificultăți serioase în furnizarea de căldură a zonelor rezidențiale și a caselor. Pornirea sistemelor de încălzire în toamnă durează câteva luni, „subîncălzirea” spațiilor rezidențiale în perioada de iarna au devenit norma, nu excepția; Rata de înlocuire a echipamentelor este în scădere, iar cantitatea de echipamente deteriorate este în creștere. Acest lucru predeterminat anul trecut o creștere bruscă a ratei de accidente a sistemelor de alimentare cu căldură.