Автоматизация теплового режима помещений

Тепловой режим отапливаемых помещений определяется как результат совокупного влияния непрерывно изменяющихся внешних и внутренних возмущающих воздействий. К внешним тепловым воздействиям относятся изменения температуры наруж­ного воздуха, скорости и направления ветра, интенсивности сол­нечной радиации, влажности воздуха; к внутренним возмуща­ющим воздействиям в жилых зданиях — выделение тепла при приготовлении пищи, работа электрических осветительных прибо­ров, тепло, выделяемое людьми, и др.

Регулирующими (управляющими) воздействиями, которые должны обеспечить стабилизацию температурного режима поме­щений или его изменение во времени по заданной программе, являются температура и расход теплоносителя, поступающего в нагревательные приборы, а также продолжительность его подачи. Применение автоматического регулирования в системах централь­ного отопления дает значительный технико-экономический эффект.

Как уже отмечалось, способы регулирования подразделяются на три группы: центральное регулирование на тепловом вводе; регулирование по отдельным зонам — зонное регулирование; индивидуальное регулирование каждого нагревательного прибора.

В зависимости от назначения здания, его ориентации, конструк­ции наружных ограждений и нагревательных приборов регулиро­вание осуществляется: по отклонению внутренней температуры в «представительных» (контрольных) помещениях; по возмущению (изменению температуры наружного воздуха, скорости ветра, интенсивности солнечной радиации); по отклонению внутрен­ней температуры внутри физической тепловой модели здания. В физической модели температура воздуха, равная температуре воздуха в здании, поддерживается с помощью электрического нагревателя. Датчики температуры, находящиеся внутри модели, дают сигнал, и через регулятор осуществляется управление регу­лирующим клапаном, установленным на линии подачи тепла в здание.

При центральном регулировании осуществляется позиционное или пропорциональное изменение количества теплоты, поступа­ющей в здание из тепловой сети, в зависимости от изменения температуры воздуха в контрольных помещениях или темпера­туры наружного воздуха. На рис. 6.2, а представлена широко распространенная схема регулирования системы отопления с эле­ваторным смесителем. Перед элеватором установлен регулиру­ющий клапан с электроприводом, а в контрольном, помещении — датчик позиционного регулятора. При изменении температуры

воздуха в контрольном помещении срабатывает реле регулятора и регулирующий клапан при этом открывается или закрывается. В здании может быть выбрано не одно, а несколько контрольных помещений и устанавливается соответствующее число позицион­ных регуляторов.

Двухпозиционное изменение расхода тепла, предусмотренное схемой автоматического регулирования, связано с тепловой раз­регулировкой системы отопления: при периодических отключе­ниях системы отдаленные (по ходу воды) приборы получают в среднем за сутки меньшее количество теплоты, чем располо­женные близко. Поскольку с повышением частоты отключений тепловая разрегулировка увеличивается, рассмотренная схема регулирования применяется или для малопротяженных систем отопления, или при условии отключения подачи теплоносителя в здание не более 3—4 раз в сутки.

Более высокое качество регулирования температуры воздуха в помещениях достигается при установке на вводе двух элевато­ров (рис. 6.2, б). Один из элеваторов является нерегулируемым и обеспечивает пропуск в систему отопления минимально задан­ного расхода воды из тепловой сети. Регулирующий клапан уста­навливается перед вторым элеватором. Схема автоматизации узла с двумя элеваторами аналогична схеме автоматизации узла с одним элеватором.

На рис. 6.3 представлена схема автоматизации системы ото­пления с независимым подключением (через бойлер), которая построена на элементах системы промышленной пневмоавтома­тики «Старт». Основной задачей системы автоматики является

поддержание температуры теплоносителя в соответствии с ото­пительным графиком. Регулируемое значение температуры воды, поступающей в систему отопления, изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха. Регулирование производится манометрическими показывающими приборами 2 и 3 с пневма­тическим выходным сигналом, контролирующими температуру наружного воздуха и теплоносителя. При температуре наружного воздуха t ₁ на пневмопривод регулирующего клапана поступает управляющее воздействие от пропорционально-интегрального блока, обеспечивающее поддержание температуры теплоносителя Т согласно отопительному графику. При отклонении температуры теплоносителя прибор 2 изменяет давление сжатого воздуха, поступающего на блок, в результате чего изменяется давление выходного сигнала блока, воздействующего на пневмопривод регулирующего клапана. Регулирующий клапан в зависимости от изменения температуры теплоносителя увеличивает или умень­шает подачу воды из тепловой сети.

В случае когда с помощью центрального регулирования не­возможно поддерживать температуру воздуха в отапливаемых помещениях с достаточной точностью, Применяется зонное регу­лирование, которое позволяет учитывать влияние изменений усло­вий погоды (ветра, солнечной радиации) на различные зоны здания по высоте и по странам света. Зонное деление систем отопления может быть пофасадным (вертикальным) или поэтажным (гори­зонтальным).

Наибольшее распространение получили схемы с пофасадным регулированием. Все отапливаемые помещения разделяются на зоны, одинаково ориентированные относительно стран света. В каж­дой зоне выбираются контрольные помещения, в которых уста­навливаются датчики регуляторов температуры, соединенных по схеме (рис. 6.4), аналогичной схеме центрального регулирования.

При повышении температуры воздуха в отапливаемых поме­щениях от регуляторов 1 и 2 поступает сигнал на исполнительные механизмы регулирующих клапанов 3 и 4 и клапаны закрыва­ются. При понижении температуры воздуха в помещениях ниже нормы регулирующие клапаны открываются. Зонное регулирование в зависимости от аккумуляционной способности отапливаемых помещений может быть двухпозиционным или пропорциональным.

Регулирование каждого нагревательного прибора позволяет учи­тывать специфические условия различных помещений и менять режим отопления в соответствии с индивидуальными запросами.

 

 

Индивидуальное регулирование мощности нагревательных приборов может быть осуществлено путем изменения количества воды, поступающей в прибор, либо путем изменения конвектив­ного или лучистого потока, поступающего от нагревательного при­бора. Наиболее распространенным способом является регулиро­вание путем изменения количества воды, поступающей в прибор. С этой целью используются регуляторы прямого действия, уста­навливаемые на каждом нагревательном приборе.