RU2427762C1 - Entrance point of system for heat supply of building - Google Patents

Abstract

FIELD: power engineering. ^ SUBSTANCE: entrance point of system of building heat supply consists of supplying and reverse pipelines, of elevator, of gates arranged before and after elevator and of heating devices. The elevator is installed on the supplying pipeline parallel to a gate with electric drive and an over-speed governor in form of a unit of powder electro-magnetic couplings. The elevator is equipped with a temperature control including an air temperature control with temperature sensors on inside and outside of a building. It is also equipped with a water temperature control with temperature sensors in supplying and reverse pipelines. Air and water temperature controls have interconnected units of comparison, job, and non-linear feedback, electron and magnetic amplifiers connected with the over-speed governor in form of the unit of powder electro-magnetic couplings of the gate electric drive. ^ EFFECT: raised efficiency of operation of heat supply system of building due to efficient flow rate of hot water in supplying pipeline by means of control over supply of heat carrier under flexible schedule of control of air temperature in building considering idle and night time, days off and holidays through whole heating season. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике теплоснабжения, а именно к централизованному теплоснабжению жилых и преимущественно общественных и промышленных зданий.The invention relates to techniques for heat supply, namely to centralized heat supply of residential and mainly public and industrial buildings.

Известен абонентский ввод системы теплоснабжения здания (см. а.с. №1000681, МКл. F24D 17/00, Бюл. №8, 1983 г.), содержащий подающие и обратные трубопроводы системы отопления и горячего водоснабжения, верхнюю, нижнюю и дополнительную ступени водонагревателя с входными и выходными патрубками греющей и нагреваемой воды, смесительную установку системы отопления и запорно-регулирующую арматуру, при этом входной патрубок греющей воды дополнительной ступени водонагревателя соединен с подающим трубопроводом системы отопления после смесительной установки.The subscriber input of the building heat supply system is known (see AS No. 1000681, MKl. F24D 17/00, Bull. No. 8, 1983), containing the supply and return pipelines of the heating and hot water supply systems, the upper, lower and additional stages water heater with inlet and outlet pipes of heating and heated water, a heating system mixing unit and shut-off and control valves, while the heating water inlet pipe of an additional stage of the water heater is connected to the heating system supply pipe after the mixing installation .

Недостатком является невысокая эффективность регулирования, связанная с потерями тепла сетевой воды и сложности гидравлического регулирования.The disadvantage is the low regulatory efficiency associated with the heat loss of the network water and the complexity of the hydraulic regulation.

Известен абонентский ввод системы теплоснабжения здания по способу регулирования температуры воды в системе отопления с элеватором (см. а.с. №1046580, МКл. F24D 3/00, Бюл. №37, 1983 г.), содержащий подающие и обратные трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора, и нагревательные приборы.Known is the subscriber input of the building heat supply system according to the method of regulating the water temperature in the heating system with an elevator (see AS No. 1046580, MKL. F24D 3/00, Bull. No. 37, 1983), containing supply and return pipelines, elevator , valves located before and after the elevator, and heating appliances.

Недостатком является перерасход сетевой воды в переходные периоды, когда допускается снижение нормировано необходимых температур системы отопления, как-то выходные и праздничные дни, а также нерабочие часы из-за невозможности регулирования количественного поступления теплоносителей через элеватор без изменения его давления, а это, как известно, ухудшает работу элеваторного узла и системы отопления в целом.The disadvantage is the over-expenditure of network water in transition periods, when it is allowed to reduce the normalized temperature of the heating system, such as weekends and holidays, as well as non-working hours due to the inability to control the quantitative flow of coolants through the elevator without changing its pressure, and this, as you know , degrades the operation of the elevator unit and the heating system as a whole.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы системы теплоснабжения здания за счет экономичного расхода горячей воды в подающем трубопроводе путем автоматизированного регулирования подачи теплоносителя по гибкому графику регулирования температуры воздуха в здании с учетом нерабочего и ночного времени, выходных и праздничных дней на весь отопительный сезон.An object of the invention is to increase the efficiency of the heat supply system of a building due to the economical consumption of hot water in the supply pipe by automatically controlling the flow of heat carrier according to a flexible schedule for regulating the air temperature in the building, taking into account non-working and night time, weekends and holidays for the entire heating season.

Технический результат достигается тем, что абонентский ввод системы теплоснабжения здания содержит подающий и обратный трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора, и нагревательные приборы, при этом элеватор установлен параллельно задвижке с электроприводом на подающем трубопроводе и снабжен регулятором температуры, который соединен с датчиком температуры воздуха внутри и снаружи здания, датчиками температуры воды на подающем и оборотном трубопроводах, а также электрически связан с электроприводом задвижки на подающем трубопроводе.The technical result is achieved by the fact that the subscriber input of the building’s heat supply system contains supply and return pipelines, an elevator, valves located before and after the elevator, and heating devices, while the elevator is installed parallel to the electric valve on the supply pipeline and is equipped with a temperature controller that is connected to air temperature sensor inside and outside the building, water temperature sensors on the supply and return pipelines, as well as electrically connected to the electric valve on the supply pipe.

На чертеже изображен предлагаемый абонентский ввод системы теплоснабжения здания.The drawing shows the proposed subscriber input heating system of the building.

Абонентский ввод системы теплоснабжения здания состоит из подающего 1 и обратного 2 трубопроводов тепловой сети, элеватора 3, задвижек 4 и 5, (подсоединения элеватора 3 к подающему 1 трубопроводу), нагревательных приборов 6 отапливаемого здания 7, задвижки 8 с электроприводом 9, установленной на подающем 1 трубопроводе параллельно элеватору 3 по ходу движения горячей сетевой воды, регулятора температуры 10, который соединен с датчиком температуры воздуха 11 внутри и с датчиком температуры воздуха 12 снаружи здания 7, а также с датчиком температуры воды 13 на подающем 1 и с датчиком температуры воды 14 на обратном 2 трубопроводах тепловой сети. При этом регулятор температуры 10 электрически связан с электроприводом 9 задвижки 8 на подающем 1 трубопроводе, а элеватор 3 трубопроводом 15 соединен с обратным 2 трубопроводом.The subscriber input of the building’s heat supply system consists of supply 1 and return 2 pipelines of the heating network, elevator 3, valves 4 and 5, (connecting the elevator 3 to the supply 1 pipeline), heating devices 6 of the heated building 7, valves 8 with electric actuator 9 mounted on the supply 1 pipeline parallel to the elevator 3 in the direction of the hot network water, temperature controller 10, which is connected to the air temperature sensor 11 inside and to the air temperature sensor 12 outside the building 7, as well as to the temperature sensor ode 13 on the feeder 1 and a water temperature sensor 14 in the return pipes 2 heating network. In this case, the temperature controller 10 is electrically connected to the electric actuator 9 of the valve 8 on the supply pipe 1, and the elevator 3 by the pipe 15 is connected to the return 2 pipe.

Элеватор 3 установлен на подающем трубопроводе 1 параллельно задвижке 8 с электроприводом 9 и регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт и снабжен регулятором температуры 10, включающим регулятор температуры воздуха 17 с датчиком температуры воздуха внутри 11 и датчиком температуры воздуха снаружи 12 отапливаемого здания 7, и регулятором температуры воды 18 с датчиком температуры 13 в подающем 1 и датчиком температуры 14 в обратном 2 трубопроводах. Причем регулятор температуры воздуха 17 и регулятор воды 18 содержат взаимосвязанные блоки сравнения 19 и 20, задания 21 и 22, блоки нелинейной обратной связи 23 и 24, электронные усилители 25 и 26 и магнитные усилители 27 и 28, соединенные с регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт электропривода 9 задвижки 8.The elevator 3 is installed on the supply pipe 1 parallel to the valve 8 with the electric actuator 9 and the speed controller 16 in the form of a block of powder electromagnetic couplings and is equipped with a temperature controller 10, including an air temperature controller 17 with an air temperature sensor inside 11 and an air temperature sensor outside 12 of the heated building 7 , and a water temperature controller 18 with a temperature sensor 13 in the supply 1 and a temperature sensor 14 in the return 2 pipelines. Moreover, the air temperature regulator 17 and the water regulator 18 contain interconnected comparison blocks 19 and 20, tasks 21 and 22, non-linear feedback blocks 23 and 24, electronic amplifiers 25 and 26 and magnetic amplifiers 27 and 28 connected to the speed controller 16 in the form block of powder electromagnetic couplings of the electric actuator 9 of the valve 8.

Абонентский ввод системы теплоснабжения преимущественно производственного здания работает следующим образом.The subscriber input of the heat supply system of a predominantly industrial building works as follows.

В рабочее время, в зависимости от нормированной температуры внутреннего воздуха в здании 7, синхронно открываются задвижки 4 и 5 до и после элеватора 3 при отрегулированной на заданный расход в подающем 1 трубопроводе горячей воды и открытой задвижке 8 с электроприводом 9 и на нагревательные приборы поступает необходимое количество подмешиваемой воды подающего 1 и оборотного 2 трубопроводов.During working hours, depending on the normalized temperature of the internal air in building 7, the valves 4 and 5 synchronously open before and after the elevator 3 when adjusted for a given flow rate in the hot water supply 1 and the open valve 8 with electric actuator 9 and the necessary heat the amount of mixed water feed 1 and circulating 2 pipelines.

При наступлении нерабочего времени или выходных и праздничных дней для снижения расхода горячей воды тепловой сети с допустимым уменьшением температуры воздуха внутри здания 7 от датчика температуры 11 поступает сигнал в регулятор температуры 10, а именно в регулятор температуры воздуха 17, который в блоке сравнения 22 согласуется с сигналом от датчика температуры 12 наружного воздуха и становится большим, чем сигнал блока задания 22. В результате на выходе блока сравнения 20 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 26 одновременно с сигналом нелинейной обратной связи блока 24. Сигнал с выхода электронного усилителя 26 поступает на вход магнитного усилителя 28, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт электропривода 9 задвижки 8. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 26 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 28. В результате момент, передаваемый регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт от электропривода 9 на задвижку 8, уменьшается, прикрывая задвижку 8.Upon the occurrence of non-working time or days off and holidays, in order to reduce the consumption of hot water from the heating network with an allowable decrease in the air temperature inside the building 7, a signal is sent from the temperature sensor 11 to the temperature controller 10, namely to the air temperature controller 17, which in the comparison unit 22 is consistent with the signal from the temperature sensor 12 of the outdoor air and becomes larger than the signal of the reference unit 22. As a result, a negative polarity signal appears at the output of the comparison unit 20, which is fed to the input d of the electronic amplifier 26 simultaneously with the non-linear feedback signal of unit 24. The signal from the output of the electronic amplifier 26 is fed to the input of the magnetic amplifier 28, where it is amplified by power, rectified and fed to the speed controller 16 in the form of a block of powder electromagnetic couplings of the electric actuator 9 of the gate valve 8. The negative polarity of the signal of the electronic amplifier 26 causes a decrease in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 28. As a result, the moment transmitted by the speed controller 16 in the form of a block oroshkovyh electromagnetic clutches of the actuator 9 on the bolt 8 is reduced, the valve 8 covering.

В результате по подающему 1 трубопроводу поступает меньшее количество горячей воды тепловой сети и в суммарный поток для нагревательных приборов 6 поступает большее количество воды из обратного 2 трубопровода, т.к. элеватор 3 остается под стабильным перепадом давления и температура воздуха внутри отапливаемого здания 7 уменьшается.As a result, a smaller amount of hot water from the heating network flows through the supply pipe 1 and a larger amount of water from the return pipe 2 flows into the total flow for heating devices 6, because the elevator 3 remains under a stable differential pressure and the air temperature inside the heated building 7 decreases.

При переходе к рабочим часам осуществляется увеличение температуры воздуха внутри здания 7 до необходимой нормированной температуры. От датчика температуры воздуха 11 внутри здания поступает сигнал в регулятор температуры 10, а именно в регулятор температуры воздуха 17, который в блоке сравнения 22 согласуется с сигналом от датчика температуры 12 наружного воздуха и становится меньшим, чем сигнал блока задания 22. В результате на выходе блока сравнения 20 появляется сигнал положительной полярности, который поступает на вход магнитного усилителя 26 одновременно с сигналом нелинейной обратной связи блока 24. Сигнал с выхода электронного усилителя 26 поступает на вход магнитного усилителя 28, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 9 задвижки 8. Положительная полярность сигнала электронного усилителя 26 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 28. В результате, момент, передаваемый, регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт от электропривода 9 на задвижку 8, увеличивается, открывая ее для обеспечения поступления большего количества горячей воды тепловой сети с температурой, регистрируемой датчиком 13 на подающем 1 трубопроводе.When switching to working hours, the air temperature inside building 7 is increased to the required normalized temperature. From the air temperature sensor 11 inside the building, a signal is sent to the temperature controller 10, namely to the air temperature controller 17, which in the comparison unit 22 is consistent with the signal from the outdoor temperature sensor 12 and becomes smaller than the signal of the task unit 22. As a result, the output comparator 20, a signal of positive polarity appears, which is input to the magnetic amplifier 26 simultaneously with the nonlinear feedback signal of unit 24. The signal from the output of the electronic amplifier 26 is fed to the input of the magnetic the amplifier 28, where it is amplified by power, is rectified and fed to the speed controller 16 in the form of a block of powder electromagnetic couplings of the actuator 9 of the valve 8. The positive polarity of the signal of the electronic amplifier 26 causes an increase in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 28. As a result, the moment transmitted the speed controller 16 in the form of a block of powder electromagnetic couplings from the electric actuator 9 to the valve 8, increases, opening it to provide more hot water th network with the temperature recorded by the sensor 13 on the supply 1 pipe.

Регулятор температуры воздуха 17 периодически опрашивает датчик температуры воздуха 12 снаружи здания 7, не допуская уменьшение температуры воздуха внутри помещения ниже допустимой, и на основании соотношения сигналов, поступающих от датчика температуры 11 внутри и датчика температуры 12 снаружи здания, постоянно через регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт воздействует на электропривод 9 задвижки 8, приоткрывая или прикрывая ее для плавного регулирования поступающей горячей воды по подающему 1 трубопроводу тепловой сети при стабильной работе элеватора 3. В результате достигается снижение энергозатрат тепловой сети на теплоснабжение в нерабочие часы, праздничные и выходные дни.The air temperature regulator 17 periodically interrogates the air temperature sensor 12 outside the building 7, preventing a decrease in the indoor air temperature below acceptable, and based on the ratio of signals from the temperature sensor 11 inside and the temperature sensor 12 outside the building, constantly through the speed controller 16 in in the form of a block of powder electromagnetic couplings acts on the electric actuator 9 of the valve 8, opening or closing it for smooth regulation of incoming hot water through a supply pipe 1 Gadfly heat stable operation of the network when the elevator 3. The result is a net decrease thermal energy for heating in non-working hours, weekends and holidays.

Изменение температуры горячей воды в подающем 1 трубопроводе регистрируется датчиком температуры 13, изменение температуры охлажденной воды в обратном 2 трубопроводе регистрируется датчиком температуры 14. От датчика температуры 13 сигнал поступает регулятор температуры 10, а именно в регулятор температуры воды 18, где в блоке сравнения 19 согласуется с сигналом от датчика температуры 14 и в зависимости от соотношения температур воды в подающем 1 и в обратном 2 трубопроводах становится большим или меньшим, чем сигнал блока задания 21. В результате, на выходе блока сравнения 19 появляется сигнал отрицательной или положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 25 одновременно с сигналом нелинейной обратной связи блока 23. С выхода электронного усилителя 25 сигнал поступает на вход магнитного усилителя 27, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 9 задвижки 8. Отрицательная или положительная полярность сигнала электронного усилителя 25 вызывает уменьшение или, соответственно, увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 27. В результате, момент, передаваемый регулятором скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт от электропривода 9 на задвижку 8, уменьшает или, соответственно, увеличивает ее открытие, т.е. осуществляет регулирование теплоснабжения здания 7, поддерживая температурный график с экономией тепловой энергии, что приводит к снижению расчетного расхода воды на 20÷25% за счет оптимизации подачи тепла на нагревательные приборы 6 в различные периоды отопления здания 7.A change in the temperature of hot water in the supply pipe 1 is detected by the temperature sensor 13, a change in the temperature of chilled water in the return pipe 2 is detected by the temperature sensor 14. From the temperature sensor 13, a signal is supplied to the temperature controller 10, namely to the water temperature controller 18, where it is matched in the comparison unit 19 with a signal from the temperature sensor 14 and depending on the ratio of water temperatures in the supply 1 and return 2 pipelines becomes larger or smaller than the signal of the task unit 21. As a result e, at the output of the comparison unit 19, a signal of negative or positive polarity appears, which is fed to the input of the electronic amplifier 25 simultaneously with the nonlinear feedback signal of the block 23. From the output of the electronic amplifier 25, the signal is fed to the input of the magnetic amplifier 27, where it is amplified by power, rectified, and enters the speed controller 16 in the form of a block of powder electromagnetic couplings of the actuator 9 of the valve 8. The negative or positive polarity of the signal of the electronic amplifier 25 causes a decrease in il and, accordingly, an increase in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 27. As a result, the moment transmitted by the speed controller 16 in the form of a block of powder electromagnetic couplings from the electric actuator 9 to the valve 8 reduces or, accordingly, increases its opening, i.e. regulates the heat supply of building 7, maintaining the temperature schedule with saving of thermal energy, which leads to a decrease in the estimated water flow by 20 ÷ 25% due to the optimization of the heat supply to the heaters 6 during different periods of heating of the building 7.

Оригинальность предлагаемого технического решения изобретения заключается в том, что достигается снижение расхода горячей воды тепловой сети с поддержанием нормированной допустимой температуры внутреннего воздуха в соответствии с изменяющейся температурой наружного воздуха преимущественно для производственных зданий путем регулирования теплоснабжения по эксплуатационным показателям в рабочие и нерабочие часы, а также выходные и праздничные дни. Это обеспечивается автоматизированным регулированием соотношения горячей и подмешиваемой воды путем установки элеватора параллельно задвижке с электроприводом, расположенной на подающем трубопроводе, и снабжения абонентского ввода регулятором температуры, содержащим регулятор температуры воздуха с датчиками температуры воздуха внутри и снаружи здания и регулятор температуры воды с датчиками температуры горячей и подмешиваемой воды.The originality of the proposed technical solution of the invention lies in the fact that a reduction in the consumption of hot water of the heating network is achieved while maintaining a normalized permissible temperature of the indoor air in accordance with the changing temperature of the outdoor air mainly for industrial buildings by regulating the heat supply according to operational indicators during working and non-working hours, as well as weekends and holidays. This is ensured by automated regulation of the ratio of hot and mixed water by installing an elevator in parallel with an electric valve located on the supply pipe and supplying a subscriber input with a temperature regulator containing an air temperature regulator with air temperature sensors inside and outside the building and a water temperature regulator with hot and mixed water.

Claims (1)

Абонентский ввод системы теплоснабжения здания, содержащий подающий и обратный трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора, и нагревательные приборы, отличающийся тем, что элеватор установлен на подающем трубопроводе параллельно задвижке с электроприводом и регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и снабжен регулятором температуры, включающим регулятор температуры воздуха с датчиками температуры внутри и снаружи здания и регулятором температуры воды с датчиками температуры в подающем и обратном трубопроводах, причем регуляторы температуры воздуха и воды содержат взаимосвязанные блоки сравнения, задания, блоки нелинейной обратной связи, электронные и магнитные усилители, соединенные с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт электропривода задвижки. A subscriber input of a building heat supply system comprising supply and return pipelines, an elevator, valves located before and after the elevator, and heating devices, characterized in that the elevator is installed on the supply pipeline parallel to the valve with an electric actuator and speed controller in the form of a block of powder electromagnetic couplings and equipped with a temperature controller, including an air temperature controller with temperature sensors inside and outside the building and a water temperature controller with temperature sensors s in the forward and return pipes, the air and water temperature controllers comprise interconnected comparison blocks, assignment blocks nonlinear feedback, electronic and magnetic amplifiers coupled to the speed controller as a block of electromagnetic powder clutches valve actuator.