RU98542U1 - ENERGY SAVING AUTOMATED HEAT ITEM - Google Patents

Abstract

1. Энергосберегающий автоматизированный тепловой пункт, включающий подающий и обратный трубопроводы тепловой сети и системы отопления, проходящие через теплообменник, блок управления, регулятор температуры, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, по крайней мере два датчика температуры теплоносителя, один из которых установлен на подающем трубопроводе системы отопления, другой - на обратном трубопроводе тепловой сети, и датчики температуры наружного воздуха и внутри помещения, при этом каждый из датчиков подключен к блоку управления. ! 2. Тепловой пункт по п.1, отличающийся тем, что он содержит регулятор давления, установленный на подающем трубопроводе тепловой сети. ! 3. Тепловой пункт по п.1, отличающийся тем, что он содержит блок учета потребляемой тепловой энергии с двумя преобразователями расхода, один из которых установлен на подающем, другой - на обратном трубопроводах тепловой сети, датчиком температуры теплоносителя, установленным на подающем трубопроводе тепловой сети и дополнительным датчиком температуры теплоносителя, установленным на обратном трубопроводе тепловой сети. ! 4. Тепловой пункт по п.1, отличающийся тем, что выполнен в блочном или планшетном виде. ! 5. Тепловой пункт по п.1, отличающийся тем, что поверхность трубопроводов тепловой сети и системы отопления снабжена покрытием в виде жидкого теплоизолирующего материала толщиной 1-2 мм. 1. An energy-saving automated heat station, including the supply and return pipelines of the heating network and heating systems passing through the heat exchanger, a control unit, a temperature controller installed on the return pipe of the heating network, the control input of which is connected to the output of the control unit, at least two temperature sensors heat carrier, one of which is installed on the supply pipe of the heating system, the other on the return pipe of the heating network, and outdoor temperature sensors and indoors, with each of the sensors connected to the control unit. ! 2. The heat point according to claim 1, characterized in that it contains a pressure regulator installed on the supply pipe of the heating network. ! 3. The heating unit according to claim 1, characterized in that it comprises a metering unit for consumed thermal energy with two flow converters, one of which is installed on the supply pipe, the other on the return pipes of the heating network, a temperature sensor of the coolant installed on the supply pipe of the heating network and an additional coolant temperature sensor installed on the return pipe of the heating network. ! 4. The heat point according to claim 1, characterized in that it is made in block or tablet form. ! 5. The heat point according to claim 1, characterized in that the surface of the pipelines of the heat network and the heating system is provided with a coating in the form of a liquid heat insulating material with a thickness of 1-2 mm.

Description

Полезная модель относится к области энергосберегающих технологий в системах теплоснабжения и может быть использована в закрытых системах централизованного теплоснабжения при независимом присоединении системы отопления для автоматического регулирования расхода теплоты на отопление и горячее водоснабжение в тепловых пунктах.The utility model relates to the field of energy-saving technologies in heat supply systems and can be used in closed centralized heat supply systems with independent connection of a heating system to automatically control the flow of heat for heating and hot water supply in heating points.

Автоматизированные тепловые пункты (абонентские вводы) предназначены для установки в зданиях различного назначения (жилых, общественных, производственных) при модернизации, реконструкции систем теплоснабжения и при возведении новых зданий.Automated heat points (subscriber inputs) are designed for installation in buildings for various purposes (residential, public, industrial) during the modernization, reconstruction of heat supply systems and the construction of new buildings.

Известен блочный индивидуальный тепловой пункт, содержащий раму, на которой смонтированы элементы основного и вспомогательного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения и/или отопления и блок учета и управления теплообменом (Патент РФ №2181862 от 27.04.2002, МПК: F24D 3/08). В данном пункте для удобства эксплуатации обеспечивается оптимизация выбора и взаимозаменяемости оборудования, монтируемого на несущей раме в заданной конфигурации и заданной максимальной заводской готовности.Known block individual heat point containing a frame on which are mounted the elements of the main and auxiliary equipment for providing hot water supply and / or heating and a metering and control unit for heat transfer (RF Patent No. 2181862 from 04/27/2002, IPC: F24D 3/08). In this paragraph, for ease of operation, optimization of the choice and interchangeability of equipment mounted on a supporting frame in a given configuration and a given maximum factory readiness is provided.

Однако унифицированные размеры подразумевают устройство поперечных балок обвязки с соотношением длины к ширине 2.6-2.9. При реконструкции существующих тепловых пунктов (абонентских вводов) не требуется замены оборудования теплового пункта полностью, в этом случае возникает трудность соединения отдельных частей установки с первоначальными различными габаритными размерами.However, the unified dimensions imply the arrangement of the transverse beams of the strapping with a ratio of length to width of 2.6-2.9. When reconstructing existing heating units (subscriber inputs), it is not necessary to completely replace the equipment of the heating unit; in this case, it becomes difficult to connect the individual parts of the installation with the original various overall dimensions.

Известна также схема теплового пункта (Е.Я.Соколов. Узел присоединения отопительной установки к тепловой сети по зависимой схеме. Теплофикация и тепловые сети, 472 с., г.Москва, 2001 г.), используемая в системе централизованного теплоснабжения, содержащая подающий и обратный трубопроводы ввода и гидроэлеватор, через который система отопления присоединена к трубопроводам ввода.There is also a known scheme of a heating center (E.Ya. Sokolov. A unit for connecting a heating system to a heating network according to a dependent scheme. Heating and heating networks, 472 p., Moscow, 2001), used in a district heating system, containing a supply and reverse input pipelines and a hydraulic elevator through which the heating system is connected to the input pipelines.

Недостатком указанной схемы является невозможность регулирования отпуска теплоты при изменении нагрузки у потребителя и резком изменении температуры наружного воздуха.The disadvantage of this scheme is the impossibility of regulating the heat supply when the load changes at the consumer and a sharp change in the temperature of the outside air.

Указанные недостатки частично устранены в автоматизированном тепловом пункте с автоматическим регулированием расхода теплоты на отопление с зависимой схемой присоединения системы отопления к тепловой сети и системой горячего водоснабжения, содержащем подающий и обратный трубопроводы тепловой сети и системы отопления, перемычку, включающую последовательно соединенные насос и регулятор смешения, расположенные между подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, регулирующие клапаны расхода теплоты на отопление и горячее водоснабжение и двухступенчатый водоподогреватель с возможностью последовательного подключения второй ступени к подающему трубопроводу системы отопления. Регулирование теплоты на отопление и горячее водоснабжение осуществляют регулирующими клапанами путем изменения расхода сетевого теплоносителя на вводе теплового пункта (Авторское свидетельство №1413366 от 30.07.1986, МПК: F24D 19/10).These shortcomings were partially eliminated in an automated heating unit with automatic regulation of heat consumption for heating with a dependent scheme for connecting the heating system to the heating network and a hot water supply system containing the supply and return pipelines of the heating network and heating system, a jumper including a pump and a mixing controller connected in series, located between the supply and return pipelines of the heating network, control valves for heat consumption for heating and hot water bzhenie water heater and a two-stage serial connection, with the second stage to the feed line of the heating system. Heat regulation for heating and hot water supply is carried out by control valves by changing the flow rate of the network coolant at the input of the heat point (Copyright certificate No. 1413366 of 07.30.1986, IPC: F24D 19/10).

Недостатком данного теплового пункта является изменение гидравлического режима работы тепловых сетей и системы отопления, вызванное работой регулирующих клапанов, что снижает надежность работы системы теплоснабжения.The disadvantage of this heat point is a change in the hydraulic mode of operation of the heating networks and the heating system, caused by the operation of control valves, which reduces the reliability of the heat supply system.

Задачей полезной модели является создание унифицированного узла управления и распределения тепловых потоков на нужды горячего водоснабжения и отопления зданий, позволяющего автоматически регулировать параметры теплоносителя в соответствии с режимами работы здания и изменяющимися климатическими параметрами наружной среды при минимальных габаритах теплового пункта (абонентского ввода).The objective of the utility model is to create a unified control and distribution unit for heat fluxes for the needs of hot water supply and heating of buildings, which allows automatically adjusting the heat carrier parameters in accordance with the building operating modes and changing climatic parameters of the external environment with minimum dimensions of the heat point (subscriber input).

Техническим результатом является автоматическое обеспечение поддержания температуры теплоносителя в системе отопления в соответствии с температурным графиком.The technical result is the automatic maintenance of the temperature of the coolant in the heating system in accordance with the temperature schedule.

Поставленная задача решается тем, что энергосберегающий автоматизированный тепловой пункт включает подающий и обратный трубопроводы тепловой сети и системы отопления, проходящие через теплообменник, блок управления, регулятор температуры, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, по крайней мере два датчика температуры теплоносителя, один из которых установлен на подающем трубопроводе системы отопления, другой - на обратном трубопроводе тепловой сети, и датчики температуры наружного воздуха и внутри помещения, при этом каждый из датчиков подключен к блоку управления.The problem is solved in that the energy-saving automated heat point includes supply and return pipelines of the heat network and heating systems passing through the heat exchanger, a control unit, a temperature controller installed on the return pipe of the heat network, the control input of which is connected to the output of the control unit, at least two coolant temperature sensors, one of which is installed on the supply pipe of the heating system, the other - on the return pipe of the heating network, and a sensor ki outdoor temperature and indoor, each of the sensors connected to the control unit.

Тепловой пункт содержит регулятор давления, установленный на подающем трубопроводе тепловой сети, и блок учета потребляемой тепловой энергии с двумя преобразователями расхода, один из которых установлен на подающем, другой - на обратном трубопроводах тепловой сети, датчиком температуры теплоносителя, установленным на подающем трубопроводе тепловой сети и дополнительным датчиком температуры теплоносителя, установленным на обратном трубопроводе тепловой сети.The heating unit contains a pressure regulator installed on the supply pipe of the heating network, and a metering unit for the consumed heat energy with two flow converters, one of which is installed on the supply pipe and the other on the return pipes of the heating network, a temperature sensor installed on the supply pipe of the heating network and an additional coolant temperature sensor installed on the return pipe of the heating network.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема заявляемого теплового пункта.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the inventive heat point.

Позициями на чертеже обозначены: 1 - подающий трубопровод тепловой сети, 2 - обратный трубопровод тепловой сети, 3 - подающий трубопровод системы отопления, 4 - обратный трубопровод системы отопления, 5 - теплообменник, 6 - запорная арматура, 7 - грязевик, 8 - блок учета потребляемой тепловой энергии, 9 - преобразователь расхода, 10 - датчики температуры теплоносителя, установленные на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети; 11 - регулятор давления прямого действия, 12 - фильтр тонкой очистки, 13 - манометр, 14 - термометр, 15 - циркуляционный насос, 16 - обратный клапан, 17 - регулятор температуры, 18 - блок управления, 19 - датчик температуры наружного воздуха, 20 - датчик температуры воздуха внутри помещения, 21, 22 - датчики температуры теплоносителя, расположенные на обратном трубопроводе тепловой сети и подающем трубопроводе системы отопления, соответственно.The positions in the drawing indicate: 1 - the supply pipe of the heating network, 2 - the return pipe of the heating network, 3 - the supply pipe of the heating system, 4 - the return pipe of the heating system, 5 - heat exchanger, 6 - stop valves, 7 - dirt collector, 8 - metering unit consumed thermal energy, 9 - flow converter, 10 - heat carrier temperature sensors installed on the supply and return pipelines of the heating network; 11 - direct pressure regulator, 12 - fine filter, 13 - pressure gauge, 14 - thermometer, 15 - circulation pump, 16 - check valve, 17 - temperature regulator, 18 - control unit, 19 - outdoor temperature sensor, 20 - indoor air temperature sensor, 21, 22 - coolant temperature sensors located on the return pipe of the heating network and the supply pipe of the heating system, respectively.

Энергосберегающий автоматизированный тепловой пункт включает подающий 1 и обратный 2 трубопроводы тепловой сети и подающий 3 и обратный 4 трубопроводы системы отопления, проходящие через теплообменник 5 (в частности, пластинчатый теплообменник). На подающем трубопроводе 1 тепловой сети по ходу движения теплоносителя установлены запорная арматура 6, грязевик 7, служащий для грубой очистки сетевой воды, блок учета потребляемой тепловой энергии 8 с преобразователями расхода 9 и датчиками температуры теплоносителя 10, установленными на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети. Благодаря установке блока учета потребляемой тепловой энергии 8 возможно осуществлять контроль за рациональным использованием тепловой энергии, осуществлять взаимные финансовые расчеты между поставщиками и потребителями тепловой энергии. Для приведения располагаемого напора к расчетным параметрам на подающем трубопроводе тепловой сети 1 установлен регулятор давления прямого действия 11, например, типа APT, который обеспечивает поддержание постоянного давления на участке трубопровода до или после регулятора путем изменения расхода теплоносителя. Регулятор давления прямого действия 11 состоит из следующих основных элементов: регулирующего органа (с чувствительным элементом-датчиком командных сигналов привода), привода, датчика нагружения, управляющего устройства и импульсной линии связи «регулятор-трубопровод». На входе в теплообменник 5 со стороны тепловых сетей и со стороны системы отопления установлены фильтры тонкой очистки 12 для предотвращения загрязнения межпластинчатого пространства теплообменника 5. Также на подводках к теплообменнику 5 установлена запорная арматура 6 и контрольно-измерительные приборы: манометры 13, термометры 14. На обратном трубопроводе системы отопления 4 после грязевика 7 и запорной арматуры 6 установлен циркуляционный насос 15 с резервным насосом, после которых по ходу движения теплоносителя установлены обратные клапаны 16 и запорная арматура 6. Также автоматизированный тепловой пункт оснащен регулятором температуры 17, например, марки РТ-12, установленным на обратном трубопроводе тепловых сетей 1 после грязевика грубой очистки 7. Регулятор температуры 17 связан с блоком управления 18, к которому подключены датчик температуры наружного воздуха 19, датчик температуры воздуха внутри помещения 20 и датчики температуры теплоносителя 21, 22, расположенные на обратном трубопроводе тепловой сети и подающем трубопроводе системы отопления, соответственно. Блок управления 18 выполнен на базе однокристальной микро-ЭВМ, исполняющей определенную программу. Регулятор температуры 17 автоматически регулирует параметры вторичного теплоносителя путем изменения расхода первичного теплоносителя (сетевой воды). В качестве датчиков температуры могут быть применены цифровые датчики фирмы Росма, подключаемые при помощи двухпроводной линии.An energy-saving automated heat station includes supply 1 and return 2 pipelines of the heating network and supply 3 and return 4 pipelines of the heating system passing through heat exchanger 5 (in particular, a plate heat exchanger). On the supply pipe 1 of the heating network in the direction of flow of the coolant, shutoff valves 6, a sump 7, used for rough cleaning of network water, a metering unit for consumed heat energy 8 with flow converters 9 and temperature sensors 10 installed on the supply and return pipelines of the heating network are installed. Thanks to the installation of the metering block of consumed thermal energy 8, it is possible to control the rational use of thermal energy, to carry out mutual financial settlements between suppliers and consumers of thermal energy. To bring the available pressure to the design parameters, a direct-acting pressure regulator 11, for example, of the APT type, is installed on the supply pipe of the heating network 1, which ensures constant pressure in the pipeline section before or after the regulator by changing the flow rate of the coolant. The direct-acting pressure regulator 11 consists of the following main elements: a regulatory body (with a sensing element-sensor of the drive command signals), a drive, a load sensor, a control device, and a pulse regulator-pipeline communication line. At the entrance to the heat exchanger 5, fine filters 12 are installed on the side of the heating networks and on the side of the heating system to prevent contamination of the interplate space of the heat exchanger 5. Also, shutoff valves 6 and control and measuring instruments are installed on the leads to the heat exchanger 5: pressure gauges 13, thermometers 14. On the return pipe of the heating system 4 after the sump 7 and shutoff valves 6 is installed a circulation pump 15 with a backup pump, after which the return valves are installed in the direction of the coolant pans 16 and shut-off valves 6. Also, the automated heat station is equipped with a temperature controller 17, for example, RT-12, installed on the return pipe of heating networks 1 after a rough sump 7. Temperature controller 17 is connected to a control unit 18 to which a temperature sensor is connected outdoor air 19, the temperature sensor of the indoor air 20 and the temperature sensors of the coolant 21, 22 located on the return pipe of the heating network and the supply pipe of the heating system, respectively. The control unit 18 is based on a single-chip microcomputer that executes a specific program. The temperature controller 17 automatically adjusts the parameters of the secondary coolant by changing the flow rate of the primary coolant (network water). As temperature sensors, Rosma digital sensors can be used, which are connected using a two-wire line.

Тепловой пункт работает следующим образом.The heat point works as follows.

В случае снижения температуры внутри помещения ниже расчетной, показания с датчика температуры 20 попадают в блок управления 18, который подает сигнал на регулятор температуры 17. Исполнительный механизм регулятора температуры приподнимает шток регулирующего клапана, увеличивая проходное сечение клапана до тех, пока температура внутри помещения не станет равной расчетной температуре. Датчик температуры наружного воздуха 19 необходим для регулирования параметров теплоносителя с помощью блока управления 18 по заранее рассчитанному температурному графику по программам (Свидетельства РФ об официальной регистрации программ для ЭВМ №2007615017 от 04.12.2007 г. и №2007614062 от 21.09.2007 г.). В зависимости от показания датчика 19 выбираются соответствующие параметры теплоносителя в системе отопления, и дальнейшее регулирование температуры происходит по показаниям датчика температуры теплоносителя 22. Клапан регулятора температуры 17 открывается или закрывается в зависимости от разницы температур между температурой в подающем трубопроводе системы отопления 3 и температурой, заложенной в блоке управления 18 для данной температуры наружного воздуха. Также в устройстве предусмотрена защита от размораживания системы отопления благодаря датчику температуры 21. При значении температуры ниже критической, сигнал поступает в блок управления 18 и исполнительный механизм регулятора температуры 17 открывает клапан полностью до достижения температуры теплоносителя в соответствии с заданным температурным графиком.If the indoor temperature drops below the calculated temperature, the readings from the temperature sensor 20 fall into the control unit 18, which sends a signal to the temperature controller 17. The temperature control actuator lifts the control valve stem, increasing the valve bore until the indoor temperature becomes equal to the design temperature. The outdoor temperature sensor 19 is necessary for controlling the parameters of the coolant using the control unit 18 according to a pre-calculated temperature schedule for the programs (RF Certificate on the official registration of computer programs No. 20077615017 dated December 4, 2007 and No. 2007614062 dated September 21, 2007). Depending on the readings of the sensor 19, the corresponding parameters of the coolant in the heating system are selected, and further temperature control is performed according to the readings of the coolant temperature sensor 22. The valve of the temperature regulator 17 opens or closes depending on the temperature difference between the temperature in the supply pipe of heating system 3 and the temperature set in the control unit 18 for a given outdoor temperature. The device also provides protection against defrosting of the heating system due to the temperature sensor 21. When the temperature is below the critical value, the signal enters the control unit 18 and the actuator of the temperature controller 17 opens the valve completely until the coolant temperature is reached in accordance with the specified temperature schedule.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет автоматически регулировать расход теплоты на отопление и горячее водоснабжение в зависимости от изменения температуры наружного воздуха, позволяет обеспечить защиту системы отопления от размораживания и снизить теплопотребление на 10-25% благодаря экономии теплоты на отопление зданий за счет снижения ее отпуска в ночное время и в нерабочие дни и экономии теплоты на отопление зданий за счет устранения перегрева помещений в осенне-весенний период. Кроме того, установка на вводе тепловой сети регулятора давления позволяет сохранить гидравлическую устойчивость системы теплоснабжения.Thus, the proposed utility model allows you to automatically adjust the heat consumption for heating and hot water supply depending on changes in the outdoor temperature, allows you to protect the heating system from defrosting and reduce heat consumption by 10-25% due to the savings in heat for heating buildings by reducing its vacation at night and on non-working days and saving heat for heating buildings by eliminating overheating of the premises in the autumn-spring period. In addition, the installation of a pressure regulator at the input of the heating network allows the hydraulic stability of the heat supply system to be maintained.

Тепловой пункт может быть выполнен в блочном и планшетном виде, что увеличивает сферу его применения за счет возможности установки в различные габаритные условия. Поверхность трубопроводной обвязки снабжена покрытием в виде жидкого теплоизолирующего материала, например АСТРАТЕК, толщиной 1-2 мм, что позволяет уменьшить размеры теплового пункта в сравнении с изоляцией рулонными материалами, а также минимизировать теплопотери от теплоносителя через стенки трубопроводов.The heat point can be made in block and tablet form, which increases the scope of its application due to the possibility of installation in various overall conditions. The surface of the piping is coated with a liquid insulating material, for example, ASTRATEK, with a thickness of 1-2 mm, which allows to reduce the size of the heat point in comparison with insulation by roll materials, as well as minimize heat loss from the coolant through the walls of the pipelines.

Claims (5)

1. Энергосберегающий автоматизированный тепловой пункт, включающий подающий и обратный трубопроводы тепловой сети и системы отопления, проходящие через теплообменник, блок управления, регулятор температуры, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, по крайней мере два датчика температуры теплоносителя, один из которых установлен на подающем трубопроводе системы отопления, другой - на обратном трубопроводе тепловой сети, и датчики температуры наружного воздуха и внутри помещения, при этом каждый из датчиков подключен к блоку управления.1. An energy-saving automated heat station, including the supply and return pipelines of the heating network and heating systems passing through the heat exchanger, a control unit, a temperature controller installed on the return pipe of the heating network, the control input of which is connected to the output of the control unit, at least two temperature sensors heat carrier, one of which is installed on the supply pipe of the heating system, the other on the return pipe of the heating network, and outdoor temperature sensors and indoors, with each of the sensors connected to the control unit. 2. Тепловой пункт по п.1, отличающийся тем, что он содержит регулятор давления, установленный на подающем трубопроводе тепловой сети.2. The heat point according to claim 1, characterized in that it contains a pressure regulator installed on the supply pipe of the heating network. 3. Тепловой пункт по п.1, отличающийся тем, что он содержит блок учета потребляемой тепловой энергии с двумя преобразователями расхода, один из которых установлен на подающем, другой - на обратном трубопроводах тепловой сети, датчиком температуры теплоносителя, установленным на подающем трубопроводе тепловой сети и дополнительным датчиком температуры теплоносителя, установленным на обратном трубопроводе тепловой сети.3. The heating unit according to claim 1, characterized in that it comprises a metering unit for consumed thermal energy with two flow converters, one of which is installed on the supply pipe, the other on the return pipes of the heating network, a temperature sensor of the coolant installed on the supply pipe of the heating network and an additional coolant temperature sensor installed on the return pipe of the heating network. 4. Тепловой пункт по п.1, отличающийся тем, что выполнен в блочном или планшетном виде.4. The heat point according to claim 1, characterized in that it is made in block or tablet form. 5. Тепловой пункт по п.1, отличающийся тем, что поверхность трубопроводов тепловой сети и системы отопления снабжена покрытием в виде жидкого теплоизолирующего материала толщиной 1-2 мм.

5. The heat point according to claim 1, characterized in that the surface of the pipelines of the heat network and the heating system is provided with a coating in the form of a liquid heat insulating material with a thickness of 1-2 mm.