Устройство для автоматического управления подачей тепла

Устройство для автоматического управления подачей тепла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Р1)М. К . (22) Заявлено 14.06.77 (21) 2495892/29-33

F 24 0 11/04

G 05 F 46/50 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230780. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 280780 (53) УДК 697:132 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В.Родионов, Д.М.Сорочкина, В.С.Спицын, В.И.Ефимов и С.A.×èñòîâè÷

Ленинградский научно-исследовательский институт Ордена

Трудового Красного Знамени академии коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИтП."СКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПОДАЧЕЙ ТЕПЛА

Изобретение относится к технике отопления и предназначено для автоматического управления системой централизованного теплоснабжения.

Известна система автоматического регулирования теплопроизводительности газовых отопительных котельных, учитывающая изменения температуры наружного воздуха, теплоемкость ограждений и ветер (1). !О

Это устройство изтлеряет температуру наружного воздуха, температуру наружной стены здания, солнечную радиацию и скорость ветра, реобра- 15 эует их в электрические сигналы, суммирует и полученный сигнал используют для управления подачей тепла в здания.

Однако это устройство недоста- 2О точно эффективно, в особенности в современных зданиях, так как измеренные сигналы суммируются без учета физической зависимости между теплопотерями здания и климатическими 25 параметрами, настройка. относительных величин сигналов по каналам производится эмпирически.

Наиболее близко к предлагаемому ,изобретению устройство для автомати-3О ческого управления подачей тепла., содержащее датчик температуры наружной стены, температуры наружного воз духа, температуры внутреннего воздуха, скорости ветра, суммирующий усилитель, блок умножения, масштабный усилитель, сумматор, переключатель, .индикатор и масштабные резисторы, причем датчик температуры наружной стены подключен к первому входу сумматора, датчик температуры внутреннего воздуха через первый масштабный резистор соединен с входом суммирующего усилителя, со вторым и третьим масштабными резисторами, выход суммирукхдего усилителя подключен к второму масштабному резистору и к одному входу блока умножения, выход которого соединен со вторым входом сумматора., четвертый масштабный резистор подключен к переключателю и через пятый масштабный резистор — к входу масштабного усилителя, выход которого соединен с переключателем, с другим входом блока умножения и через последовательно соединенные шестой и седьмой масштабные резисторы — с вХодом масштабного усилителя, а индикатор через восьмой масштабный резистор подключен к переключателю (1) 750221

Недостатком этого устройства является низкое качество регулирования в случае большой протяженности тепломагистралей из-эа отсутствия учета прогноэируемых значений температуры наружного воздуха и скорости ветра, а также отсутствие учета расчетной скорости ветра.

Цель изобретения — повьзаение эф.,фективности расхода тепла и точности управления. 10

Это достигается тем, что в устройство для автоматического управления подачей тепла, содержащее датчики температуры наружной стены, температуры наружного воздуха, температуры внутреннего воздуха, скорости ветра, суммирующий усилитель, блок умножения, масштабный усилитель, сумматор, перекллючатель, индикатор и масштабные резисторы, причем датчик температуры наружной стены подключен © к первому входу сумматора, датчик температуры внутреннего воздуха через первый масштабный резистор соединен с входом сумьжрующего усилителя, со вторым и третьим масштабными ре- 25 эисторами, выход суммирующего усилителя подключен к второму масштабному резистору и к одному входу блока умножения, выход которого соединен со вторым входом сумматора, четвертый рр масштабный резистор подключен к переключателю и через пятый масштабный резистор — .к входу масштабного усилителя, выход которого соединен с переключателем, с другим входом блока умножения и через последовательно соединенные шестой и седьмой масштабные резисторы — с входом масштабного усилителя, а индикатор через восьмой масштабный резистор подключен к переключателю, введены имитаторы прогнозируемой температуры наружного воздуха и скорости ветра, двухпозиционный переключатель и датчик расчетной скорости ветра, причем датчик расчетной скорости ветра под- 4 ключен к входу масштабного усилителя, имитаторы прогнозируемой скорости ветра и температуры наружного воздуха соединены с двухпозиционным переключателем, к которому подклю- $0 чены соответственно третий вход сумматора, датчик скорости ветра и четвертый масштабный резистор.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства. 55

Устройство для автоматического управления подачей тепла содержит датчики. 1-4 соответственно температуры наружной стены, температуры наружного и внутреннего воздуха, скорости ветра,, суммирующий усилитель 5, блок d0

6 умножения, масштабный усилитель 7, сумматор 8, переключатель 9, индикатор 10, датчик 11 расчетной скорости ветра, имитатор 12 прогноэируемой температуры наружного воэду- 65 ха, имитатор 13 прогнозируемой скорости ветра, духпозиционный переключатель 14, а также масштабные резисторы 15,16 и 17 суммирующего усилителя 5, масштабные резисторы 18-21 масштабного усилителя 7, масштабный резистор 22 индикатора 10.

Датчик 11 расчетной скорости ветра подключен своим выходом к входу масштабного усилителя 7, выход имитатора 12 прогнозируемой температуры наружного воздуха через двухпозиционный переключатель 14 подключен к входу суммирующего усилителя 5 и к второму входу сумматора 8, а выход имитатора 13 прогнозируемой скорости ветра через двухпоэицнонный переключатель 14 подключен к входу масштабного усилителя 7. Причем в одном положении двухпозиционного переключателя 14 к входу суммирующего усилителя 5 и к второму входу сумматора 8 подключен выход датчика 2 температуры наружного воздуха, а к входу масштабного усилителя 7 подключен выход датчика 4 скорости ветра, а. во втором положении двухпоэиционного переключателя 14 к входу суммирующего усилителя 5 и к второму входу сумматора 8 подключен выход имитатора 12 прогноэируемой температуры наружного воздуха, а к входу масштабного усилителя 7 подключен выход ими:татора 13 прогнозируемой скорости ветра.

Устройство моделирует физический процесс теплоотдачи здания под действием наружных метеорологических параметров по следукщему закону с„- „ -ч) „ч .а,(w-,)(„-,) где t — приведенная температура; температура наружного вози духа температура в модели наружной стены здания; температура воздуха в поЪ мешен ии;

w — скорость ветра; ч — расчетная скорость ветра, коэффициент, характеризуюУ щий отношение тепловых по.терь через теплоемкие ограждения к общим потерям тепла для данного здания, d коэффициент,характеризующий величину быстрых тепло. вых потерь из-за влияния ветра на тепловой режим помещения.

Сигналы от датчиков 1 и 2 поступают на два входа сумматора 8, коэффициенты усиления которых подбираются пропорциональными соответственно величинам

Ч н ((-ч ).

Одновременно сигналы с датчиков

2 и 3 поступают на вход усилителя 5, 750221

tO на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное разности (t> -t„) с помощью масштабных резис- торов 15,16 и 17.

Это напряжение подается на. один из входов блока 6 умножения. На второй вход этого устройства подается сигнал с датчика 4 и с датчика 11 через масштабный усилитель 7, причем масштабный коэффициент этого усилителя устанавливается пропорциональным величине др с помощью масштабных резисторов 18-21.

Таким образом, на выходе блока 6 умножения формируется сигнал, пропорциональный величине

Переключатель 9 и индикатор 10 позволяют производить контроль нуля усилителя 7 и осуществлять его подстройку. Аналогичным образом построе- 26 ны схемы контроля нулей усилителя 5 и сумматора 8 по каждому иэ входов.

В период контроля нуля вход проверяемого усилителя переключателем 9 соединяется с корпусом и одновремен- . 15 но к выходу проверяемого усилителя подключается индикатор 10, последовательно с которым включен масштабный резистор 22.

Так происходит работа устройства при положении двухпозиционного переключателя 14, соответствующего изображенному и соответствующему режиму

"Работа". При втором положении переключателя 14 в режиме "Прогноз" к усилителю 5 и сумматору 8 подключается выход имитатора 12 прогнозируемой температуры наружного воздуха, а к входу усилителя 7 подключается выход имитатора 13 прогнозируемой скорости ветра. 40

При этом устройство моделирует физический процесс теплоотдачи здания при прогнозируемых значениях наружной температуры и скорости ветра пр враги кироги (" ")+ 45 м Р нрогн- "р -и npors ь } i где t „ — прогноэируемая привеир.прогн денная температура, tì е г1, пРогнозиРуемаЯ ТеМпе 5О ратура наружного воздуха, W прогноэируемая скорость прогм ветра.

Датчик 11 и имитаторы 12 и 13 являются электрическими моделями соответствующих параметров и конструктивно оформляются в виде пульта диспетчера, управляющего режимом отопления.

На пульте есть два режима рабо- 410 ты: "Работа" и "Прогноз". В режиме

"Работа" устройство определяет текущее значение приведенной температуры, в режиме "Прогноз" — прогноэируемое значение приведенной температуры, 45 которое используется диспетчером для оптимального управления подачей тепла. Вследствие большой протяженности тепломагистралей за время прохождения теплоносителя от источника тепла до потребителей меняются метеорологические условия. Теплопотери здания в этот момент уже не соответствуют теплопоступлениям.

Учет прогнозируемого значения приведенной температуры наружного воздуха на период регулирования позволили создать соответствие между теплопотерями и теплопоступлениями, улучшить использование топлива, улучшить условия проживания трудящихся.

Совершенствование способа регулирования режима отпуска тепла и стремление к экономии топлива определяет необходимость учета не только фактической, но и расчетной скорости ветра. Расчетная скорость ветра равна средней скорости ветра эа три самых холодных месяца, при расчете теплопотерь здания коэффициенты теплоотдачи наружнык ограждений выбираются по Строительным Нормам и Правилам в зависимости от расчетной скорости ветра.

Из анализа климатических данных следует, что повторяемость скоростей ветра, меньше расчетной, на значительной территории СССР во время отопительного сезона составляет от 40 до 654. Поэтому учет расчетной скорости ветра дает возможность получить экономию топлива в период скоростей, меньше расчетных..

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления подачей тепла, содержащее датчики температуры наружной стены, температуры наружного воздуха, температуры внутреннего воздуха, скорости ветра, суммирующий усилитель, блок умножения, масштабный усилитель, сумматор, переключатель, индикатор и масштабные резисторы, причем датчик температуры наружной стены подключен к первому входу сумматора, датчик температуры внутреннего воздуха через первый масштабный резистор соединен с входом суммирующего усилителя, со вторым и третьим масштабными резисторами, выход суммирующего усилителя подключен к второму масштабному резистору и к одному входу блока умножения, выход которого соединен со вторым входом сумматора, четвертый масштабный резистор подключен к переключателю и через пятый масштабный резистор — к входу масштабного усилителя, выход которого соединен с переключателем, с другим входом блока умножения и через последовательно соединенные шестой и седьмой

750221

Состав тель В.Андриевский

Редактор Л.Гребенникова Техред Н.Барадулина Корректор С.Шекмар

Заказ 6750 1 Тираж 857 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыгий

113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", r.Óæroðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ, масштабные резисторы — с входом масштабного усилителя, а индикатор через восьмой масштабный резистор подключен к переключателю, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности расхода тепла и точности управления в него введены имитаторы прогнозируемой температуры наружного воздуха и скорости ветра, двухпозиционный. переключатель и датчик расчетной скорости ветра, причем датчик расчетной скорости ветра подключен к входу масштабного усилителя, имитаторы прогнозируемой скорости ветра и температуры наружного воздуха соединены с двухпозиционным переключателем, к которому подключены соответственно третий вход сумматора, датчик скорости ветра и четвертый масштабный резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Чистович,С.A. Автоматизация установок и систем теплоснабжения и отопления. М., Стройиздат, 1964, с. 83-97.

2. Авторское свидетельство СССР

М 224767, кл. G 01 К 3/06, 1967 (прототип).