(54) УСТЮЙСТЮ ДЛЯ РЕГУЛИЮВАНИЯ РАСХОДА ТЕПЛА В СИСТЕМЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ(54) SUIT FOR REGULATION OF HEAT CONSUMPTION IN THE CENTRAL HEATING SYSTEM
Изобретение относитс к устройствам, регу1ирующим температуру внутри помещений с вод ным прибором отоплени и может быть использовано в системах обогрева крупногабаритных жилых и производственных помещений, хранилищ, тешшц. Известно устройство дл регулировани температуры в системах центрального отоплени , содержащие питающий трубопровод, смесительньш клапан, регулирующий орган, датчики температуры воздуха в помещении, температуры теплоносител и температуры наружного воздуха 1. Однако устройство не обеспечивает учета тепловой знергии, запасенной всей системой вцелом что приводит к ухудшению качества регулировани за счет колебани температуры в объекте в щироких пределах, а иногда к неустойчивости режима регулировани . Известно устройство дл регулировани расхо да тепла в системе центрального отоплени , содержащее нагревательные приборы, подключенные к пр мому и обратному трубопроводам, бойпасный трубопровод с клапаном, трубопровод повторной циркул ции с насосом, смеси тельный клапан с исполнительным механизмом, соединенный с трубопроводами пр мым,повториой циркул ции и бойпасным, датчик температуры воздуха в помещении и регул тор, причем датчик температуры воздуха в помещении подключен к одному входу регул тора, выход которого соединен с исполнительным механизмом смесительного клапана 2. Однако известное устройство не обеспечивает учета тепловой энергии, запасенной отопительной системой, вследствие чего точность регулировани низка . Цель изобретени - повышение точности регулировани . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл регулировани расхода тепла в системе центрального отоплени введены два импульсных трубопровода,, четыре теплообменника с установленными в них датчиками температуры , причем первый теплообменник установлен в помеи;ении, второй - на нагревательном приборе, третий - на первом импульсном трубопроводе, который включен между пр мы и обратным .трубопроводами, четвертый теплообменник установлен на втором импульсном трубопроводе, который включен между трубопроводом повторной циркул ции и обратным трубопроводом, а выходы датчиков температуры подключены к соответствующим входам регул тора . На фиг. 1 изображена принципиальна схема устройства; на фиг.2 - конструкци первого теплообменника дл измерени температуры отапливаемого помещени ; на фиг. 3 - конструкци второго -теплообменника дл измерени температуры поверхности нагревательного прибора; на фиг. 4 - конструкци третьего и четвертого теплообменника дл измерени температуры теплоносител . Устройство состоит из отапливаемого помещени 1 (см. фиг. 1), нагревательного прибора 2, трехходового смесительного клапана 3, пр мо го 4 и обратного 5 трубопроводов. Перепады давлений на трехходовом смесительном клапане 3 стабилизируютс с помощью перепуска теп лоносител по перепускному 6 и байпасному 7 трубопроводам, где установлены регулирующие клапаны 8 и 9. На подающем трубопроводе 10 отопительной системы устанавливаетс дроссель нал щайба 11, снижающа давление в системе. Обратный трубопровод 5 соединен с трехходовы смесительным клапаном 3, трубопроводом повторной циркул ции 12 с циркул ционным насосом 13. Температура воздуха в отапливаемом помещ нии 1 измер етс датчиком температуры 14, под ключенным к одному из входов регул тора 15, который управл ет положением регулирующего органа трехходового смесительного клапана 3 через исполнительный механизм 16. Датчик температуры 17 помещен в первый эталонный теплообменников, который выполне в виде емкости 19 с ребрами 20 (см. фиг. 2) из материала с больщой теплопроводностью. Емкость заполнена жидкостью 21. Температура поверхности отопительного прибора 2 измер етс датчиком 22, размещенном во втором теплообменнике 23, который выполнен в виде емкости 24 .(см. фиг. 3), изготовле ной из термоизол ционного материала и наполненной жидкостью 25, а сквозь нее пропущена труба 26 отопительного прибора 2. Соприкосно вение трубы 26 с жидкостью 25 осуществл етс через внутреннее кольцевое оребрение 27. Температура пр мого теплоносиггел измер етс датчиком 28, а обратного теплоносител - датчиком 29. Оба датчика установлены в третьем и четвертом теплообменниках 30 и 31 (см. фиг. 4), имеющих одинаковую конструкц Они выполнены в виде емкости 32, изготовленThe invention relates to devices that regulate the indoor temperature with a water heating device and can be used in heating systems for large residential and industrial premises, storage facilities, teshts. A device for temperature control in central heating systems is known that contains a supply pipe, a mixing valve, a regulator, air temperature sensors in the room, coolant temperature and outdoor air temperature 1. However, the device does not take into account the heat energy stored by the whole system, which leads to deterioration control quality due to temperature fluctuations in the object within wide limits, and sometimes to instability of the control mode. A device for controlling the heat consumption in a central heating system is known, comprising heating devices connected to the direct and return pipelines, a boiler bypass pipe with a valve, a recirculation pipe with a pump, a mixing valve with an actuator connected to pipelines direct, repeated circulating and bypassing, the air temperature sensor in the room and the controller, and the air temperature sensor in the room is connected to one input of the controller, the output of which is connected to ADDITIONAL mechanism of the mixing valve 2. However, the known device does not provide the account of thermal energy stored heating system, whereby the control accuracy is low. The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation. The goal is achieved by introducing two impulse piping, four heat exchangers with temperature sensors installed in them to the device for controlling heat consumption in the central heating system, the first heat exchanger installed in a radiator, the second on the heater, the third on the first the impulse pipe, which is connected between the pipeline and the return pipe, the fourth heat exchanger is installed on the second impulse pipe, which is connected between the pipe uu and return line, and temperature sensors outputs are connected to respective inputs of the regulator. FIG. 1 is a schematic diagram of the device; Fig. 2 illustrates the structure of a first heat exchanger for measuring the temperature of a heated room; in fig. 3 shows a second heat exchanger design for measuring the temperature of the surface of the heating device; in fig. 4 shows the design of the third and fourth heat exchanger for measuring the temperature of the heat transfer medium. The device consists of a heated room 1 (see Fig. 1), a heating device 2, a three-way mixing valve 3, a straight 4 and a return pipe 5. The differential pressure on the three-way mixing valve 3 is stabilized by means of heating bypass through the bypass 6 and bypass 7 pipelines, where control valves 8 and 9 are installed. Inlet flow pipe 10 of the heating system is installed to reduce the pressure in the system. The return pipe 5 is connected to a three-way mixing valve 3, re-circulation pipe 12 with a circulation pump 13. The air temperature in the heated room 1 is measured by a temperature sensor 14 connected to one of the inputs of the regulator 15, which controls the position of the regulator three-way mixing valve 3 through the actuator 16. The temperature sensor 17 is placed in the first reference heat exchangers, which is made in the form of a tank 19 with ribs 20 (see Fig. 2) from a material with a large heat-conducting stew. The tank is filled with liquid 21. The surface temperature of the heater 2 is measured by a sensor 22 placed in a second heat exchanger 23, which is made in the form of a tank 24. (See FIG. 3) made of a thermally insulating material and filled with liquid 25, and through it tube 26 of heater 2 is passed. The contact of tube 26 with liquid 25 is carried out through the internal annular fins 27. The temperature of the direct heat sink is measured by sensor 28, and the return heat carrier by sensor 29. Both sensors are installed in the third and the fourth heat exchangers 30 and 31 (see Fig. 4), having the same design. They are made in the form of a tank 32, made
ной из термоизол ционного материала и заполненной жидкостью 33. Внутри емкости имеетс нагревательный трубчатый элемент 34, которыйof thermal insulation material and filled with liquid 33. Inside the tank there is a heating tubular element 34, which
Таким образом, регулирование расхода тепла осуществл етс с помощью датчика температуры 14, быстро реагирующего на изменение ЛЯ измерени температуры пр мого теплоносиел подключаетс между пр мым 4 и обратным 5 трубопроводами с помощью импульсного труборовода малого диаметра 35, а дл измерени емпературы обратного теплоносител подключатс с помощью импульсного трубопровода 36 параллельно циркул ционному насосу 13. Устройство работает следующим образом. При отклонении температуры воздуха в помещении 1, измер емой датчиком 14, в сторону меньщих значений от заданной, на выходе регул тора 15 по вл етс сигнал, пост)шающий на исполнительный механизм 16, который увеличивает проходное сечение трехходового смесительного клапана 3 дл гор чей воды и уменьщает дл холодной обратной воды. Таким образом повыщаетс температура пр мого теплоносител по трубопроводу 4 и, как следствие, возрастает температура, воздуха внутри помещени 1. При увеличении температуры воздуха в помещении 1 регул тор 15 вырабатывает такой сигнал, что исполнительный механизм 16 уменьщит проходное сечение трехходового смеситель .ного клапана 3 дл гор чей воды и увеличит дл обратной, а так как температура обратной воды значительно ниже темцературы пр мой воды, то температура пр мого теплоносител по трубопроводу 4 снизитс , а следовательно, снизитс температура воздуха в объекте 1. Кроме основного сигнала с датчика 14, на регул тор 15 подаютс дополнительные сигна лы с датчиков температуры 17, 22, 28, 29, пропорциональные запасенной тепловой энергии, распределенной между тепловым объектом 1, отопительным прибором 2, пр мым и обратным теплоносител ми по трубопроводам 4 и 5. Изменение энергетического состо ни системы, например , увеличение или уменьшение температуры поверхности нагревательного прибора 2, измер емой датчиком 22, приведет к медленному изменению выходного сигнала регул тора 15 так, чтобы с помощью положени регулирующего органа трехходового смесительного клапана 3 компенсировать эти изменени . Аналогичный корректирующий сигнал подаетс на вход регул тора 15 с других датчиков температуры 17, 28, 29. В этих сигналах содержитс информаци о ранее запасенной тепловой энергии в каждом из контролируемых датчиками температуры элементов системы (отапливаемое помещение, отопительный прибор, теплоноситель в пр мом и обратном трубопроводе). Кроме того, эти сигналы содержат информацию о перераспределении в процессе работы тепловой энергии между выщеперечисленными элементами системы .Thus, the heat consumption is controlled by a temperature sensor 14, which quickly reacts to a change in the temperature measurement of the direct heat medium is connected between the forward 4 and return 5 pipelines with a small diameter 35 pulsed duct, and for measuring the return heat carrier temperature pulse pipe 36 parallel to the circulation pump 13. The device operates as follows. When the air temperature in room 1, measured by sensor 14, deviates in the direction of smaller values from the preset, at the output of regulator 15, a signal appears, which is sent to actuator 16, which increases the flow area of the three-way mixing valve 3 for hot water and reduces for cold return water. Thus, the temperature of the direct heat carrier through pipeline 4 rises and, as a result, the temperature of indoor air increases 1. As the air temperature in room 1 increases, the regulator 15 generates such a signal that the actuator 16 reduces the flow area of the three-way mixer. for hot water and will increase for reverse, and since the temperature of the return water is well below the direct temperature of the direct water, the temperature of the direct heat carrier through conduit 4 will decrease and, consequently, decrease air temperature in the object 1. In addition to the main signal from sensor 14, the controller 15 is supplied with additional signals from temperature sensors 17, 22, 28, 29 proportional to the stored thermal energy distributed between the thermal object 1, the heating device 2, the direct return heat carriers through pipelines 4 and 5. A change in the energy state of the system, for example, an increase or decrease in the surface temperature of the heating device 2 measured by the sensor 22, will lead to a slow change in the output signal of the regulator 15 ak to position via the regulating organ three-way mixing valve 3 to compensate for these variations. A similar correction signal is fed to the input of the controller 15 from other temperature sensors 17, 28, 29. These signals contain information on previously stored thermal energy in each of the system elements monitored by temperature sensors (heated room, heater, heat carrier in forward and reverse pipeline). In addition, these signals contain information on the redistribution in the process of thermal energy between the above elements of the system.
температуры объекта 1, и с помощью датчиков 17, 22, 28, 29, реагирующих на изменение энергетического состо ни системы с большой инерционностью (динамическим запаздыванием). Поэтому процесс регулировани температуры объекта носит монотонный быстрозатухающий характер. В св зи с зтим существенно снижаетс расход тепловой энергии.temperature of object 1, and using sensors 17, 22, 28, 29, responsive to changes in the energy state of the system with high inertia (dynamic delay). Therefore, the process of controlling the temperature of an object is monotonous, rapidly extinguishing. In connection with this, heat consumption is significantly reduced.