Спосіб регулювання однотрубної системи теплопостачання

Номер патенту: 106431

Опубліковано: 26.08.2014

Автори: Хартман Міхель, Еджеевскі Маріуш, Осойнік Матьяз

Є ще 4 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб регулювання системи, що містить:

- сукупність теплообмінних апаратів (6), з'єднаних послідовно так, що вихідний трубопровід (4) одного теплообмінного апарата (6) є забезпечуючим трубопроводом (3) наступного теплообмінного апарата (6);

- магістральний забезпечуючий трубопровід (1), з'єднаний з постачальним трубопроводом (3) першого, якщо дивитися в напрямку потоку, з теплообмінних апаратів (6);

- магістральний зворотний трубопровід (2), з'єднаний із зворотним трубопроводом (3) останнього, якщо дивитися в напрямку потоку, з теплообмінних апаратів (6);

- датчик зовнішньої температури (8), розташований для вимірювання температури зовнішнього середовища по відношенню до системи;

- регулятор витрати (9), з'єднаний з вихідним трубопроводом (4), регулятор витрати (9) адаптується для контролю витрати потоку через вихідний трубопровід (4);

- датчик температури (11), розташований в теплообмінному з'єднанні з теплообмінною рідиною в вихідному трубопроводі (4) для вимірювання температури зворотного потоку теплообмінної рідини;

де теплообмінна рідина живиться від магістрального забезпечуючого трубопроводу (1) зі зберіганням температури магістрального забезпечуючого трубопроводу, що подається до сукупності теплообмінних апаратів (6) з витратою,

який відрізняється тим, що спосіб регулювання слугує для регулювання температури подачі до заданого значення температури, де задане значення температури залежить від виміряної температури зовнішнього середовища відносно системи, а в подальшому - для регулювання значення температури потоку зворотної рідини до досягнення заданої температури через регулювання витрати потоку рідини.

2. Спосіб за п. 1, в якому значення зворотної температури регулюється згідно регулювання заданого значення температури подачі.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що постачальний трубопровід (3) і вихідний трубопровід (4) кожного теплообмінного пристрою в групі теплообмінних апаратів додатково з'єднані обвідною лінією.

4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що кожен регулятор витрати (9) додатково адаптований для підтримки постійного потоку, незважаючи на зміни тиску в магістральному трубопроводі (1).

5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що електронний контролер (18) з'єднаний з кожним виконавчим пристроєм (10) і датчиком температури (11), що підключені до зворотного трубопроводу (4) системи.

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що електронний контролер (18) з'єднаний з датчиком температури (19), що підключений до магістрального забезпечуючого трубопроводу (1).

7. Спосіб за будь-яким з пп. 5 або 6, який відрізняється тим, що кожним виконавчим пристроєм керують за допомогою імпульсів.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що принаймні один виконавчий пристрій (10) є електромагнітним, пневматичним, гідравлічним або електрострикційним силовим приводом.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 5-8, який відрізняється тим, що електронний контролер (18) пристосований для моніторингу вимірюваних параметрів і використання цих даних для оптимізації значення температури подачі незалежно від зовнішньої температури, і повертання температури потоку зворотної рідини до заданого значення температури.

10. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що кожен виконавчий пристрій (10) підключається безпосередньо до датчика температури (11) і є автоматичним, і містить засоби для коригування значення температури зворотного потоку.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що виконавчий пристрій (10) є термостатом.

12. Спосіб за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що лінія подачі рідини і зворотна лінія (4) кожного теплообмінного апарата (6) в сукупності теплообмінних апаратів (6) додатково пов'язані з обвідною лінією (5).

13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що система містить щонайменше дві групи теплообмінних апаратів (6), розташованих послідовно і підключених до одного магістрального забезпечуючого трубопроводу (1) і магістрального зворотного трубопроводу (2), де потік рідини через кожен апарат з групи апаратів регулюється індивідуально.

Текст

Реферат: Спосіб стосується регулювання витрати і подачі теплоносія в стояк однотрубної системи типового компонування, наприклад, для будівельних кооперативів, для подачі тепла до радіаторів в квартирах. Цей спосіб стосується регулювання температури теплоносія у відповідь на зміни зовнішніх параметрів (температури) і витрати у відповідь на зміни температури теплоносія у зворотному трубопроводі. UA 106431 C2 (12) UA 106431 C2 UA 106431 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Спосіб стосується регулювання витрати і подачі теплоносія в стояк однотрубної системи типового компонування, наприклад, для будівельних кооперативів, для подачі тепла до радіаторів в квартирах. Спосіб регулювання застосовується для регулювання температури теплоносія у відповідь на зміни зовнішніх параметрів (температури) і витрати у відповідь на зміни температури, теплоносія у зворотному трубопроводі. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Типові компонування трубопровідного постачання для радіаторів, наприклад, в будівлях або будівельних кооперативах, зазвичай компонують у вигляді двотрубної, або у вигляді однотрубної системи. Далі термін "будівлі", зазначається як будівлі, що складаються з декількох квартир, або будь-яких інших приміщень, для яких такі компонування є типовими. У традиційних двотрубних системах комплект паралельних труб утворює трубопроводи (загальний термін, "лінії") для сукупності теплообмінних апаратів, наприклад, радіаторів. Трубопроводи, з'єднані з кожною такою сукупністю теплообмінних апаратів, називають стояками; в традиційних двотрубних системах витрату в кожному стояку регулюють окремо, таким чином, погоджуючи з поточним навантаженням динамічної витрати в кожному стояку. Проте в однотрубних системах теплоносій (зазвичай вода) з певною витратою і певною температурою середовища (зазвичай води) подають по трубопроводу до сукупності теплообмінних апаратів. Окремі радіатори з'єднують послідовно, один за одним, так що зворотний трубопровід одного радіатора є трубопроводом для наступного радіатора. Зазвичай витрату теплоносія для кожного радіатора регулюють за допомогою термостатів, що встановлюються користувачами радіаторів, але в традиційних системах загальна витрата в забезпечуючому трубопроводі і зворотному трубопроводі, по суті, постійна, тобто залежно від змін навантаження вона не змінюється. Наприклад, в спекотний день, або збільшення температури в приміщенні приводить до закриття радіаторного термостату, радіаторні термостати, загалом, закриваються, щоб більша частина теплоносія текла через обвідну лінію. Така компоновка веде до небажаної високої температури теплоносія в зворотному трубопроводі (зворотних трубопроводах). Висока температура теплоносія небажана, оскільки це веде до неконтрольованого нагрівання житлових приміщень і більше того, зайвих втрат тепла теплоносія в трубопроводах, оскільки трубопроводи продовжують подавати тепло, хоча радіатори закриті. В тому випадку, якщо трубопроводи погано ізольовані. Це завдає мешканцям додаткових незручностей. У двотрубних системах гідророзподільник, що регулює витрату, розташовують центрально. У випадку з однотрубною системою це неможливо, оскільки це призвело б до недостатньої витрати в частинах системи, що мають велике навантаження, і до надмірної витрати в частинах/стояках із низьким навантаженням. Даний винахід стосується рішення, що дозволяє створити високоефективну однотрубну систему з незалежним від навантаження енергоспоживанням. Стислий опис винаходу У даному винаході проблема однотрубних систем вирішується завдяки застосуванню подвійного регулювання: одного для регулювання температури теплоносія, що подається тобто температури подачі, і ще одного для регулювання витрати через сукупність теплообмінних апаратів в залежності від температури теплоносія у зворотному трубопроводі. Регулювання витрати і температури в зворотному трубопроводі кожного стояка здійснюють "децентралізовано". Регулювання температури подачі засноване на зовнішніх умовах, що впливають на систему, на які сама система впливати не може, наприклад, при застосуванні погодного регулятора ці умови переважно включають погоду (зокрема, зовнішню температуру, наприклад, температуру зовнішнього повітря в районі будівлі), але ці умови також можуть включати інші фактори, що можуть вплинути на розрахункову кількість тепла, яке необхідно подати в будинок. Основний, але не винятковий варіант здійснення винаходу зокрема пов'язаний з зовнішньою температурою, отже, додатково включає датчик зовнішньої температури. У більш покращеному варіанті здійснення систему з'єднують з системою прогнозу погоди, наприклад, через Інтернет. Таким чином, в даному винаході пропонується спосіб регулювання системи, яка включає: - сукупність теплообмінних апаратів, з'єднаних послідовно, так що зворотний трубопровід одного радіатора є підвідним трубопроводом для наступного радіатора; - магістральний трубопровід подачі, з'єднаний з підвідним трубопроводом першого (якщо дивитися в напрямку потоку) з теплообмінних апаратів; - магістральний зворотний трубопровід, з'єднаний із зворотним трубопроводом останнього (якщо дивитися в напрямку потоку) з теплообмінних апаратів; 1 UA 106431 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - в якій теплоносій з температурою подачі, підводять з певною витратою з магістрального трубопроводу до сукупності теплообмінних апаратів, - при якому температуру подачі регулюють відповідно до встановлення температури подачі в залежності від зовнішніх по відношенню до системи параметрів, а витрату регулюють згідно установлення температури в зворотному трубопроводі в залежності від температури теплоносія вниз по потоку щодо першого з сукупності теплообмінних апаратів. Щоб забезпечити оптимальне встановлення системи, в одному з варіантів здійснення винаходу температуру подачі регулюють згідно встановлення температури постачання в залежності від зовнішніх по відношенню до системи параметрів, та/або витрату регулюють згідно встановлення температури в зворотному трубопроводі в залежності від температури теплоносія вниз по потоку щодо першого в сукупності теплообмінних апаратів. Встановлення температури в зворотному трубопроводі переважно регулюють у відповідь на регулювання встановлення температури подачі. Щоб система мала засоби для виконання регулювання витрати в залежності від температури теплоносія в зворотному трубопроводі, при запропонованому способі згідно додаткового варіанту здійснення винаходу, крім того, застосовують систему, яка додатково включає: - регулятор витрати, з'єднаний із зворотним трубопроводом, причому регулятор витрати пристосований для регулювання витрати у зворотному трубопроводі; - виконавчий пристрій, який управляє регулятором витрати; - датчик температури, розташований в теплообмінному зв'язку з теплоносієм в зворотному трубопроводі. Щоб забезпечити безперервну витрату, незважаючи на часті зміни навантаження кожного з теплообмінних апаратів, наприклад, коли ці апарати регулюються користувачами, регулятор витрати, крім того, виконаний з можливістю підтримки постійної витрати, незважаючи на зміни тиску в магістральному трубопроводі, що постачає. Щоб уникнути подачі в систему занадто великої кількості енергії, переважно за допомогою завчасної відповідності зовнішнім умовам, в одному з варіантів здійснення винаходу система може включати зовнішній датчик температури, встановлений для виміру зовнішньої температури по відношенню до системи. Зокрема, але не виключно, щоб забезпечити регулювання температури в зворотному трубопроводі за встановлення залежно від різних параметрів, в одному з варіантів здійснення винаходу система може включати електронний регулятор, з'єднаний з виконавчими пристроями і датчиками температури, з'єднаними із зворотними трубопроводами. Додатково електронний регулятор з'єднують з датчиком температури, сполученим з магістральним трубопроводом постачання, а також додатково з датчиком зовнішньої температури. В одному з варіантів здійснення винаходу виконавчим пристроєм керують за допомогою імпульсів, наприклад, у тих випадках, коли виконавчий пристрій є електромагнітним, пневматичним, гідравлічним або електрострикційним управляючим пристроєм. Щоб забезпечити оптимальне встановлення системи, в одному з варіантів здійснення винаходу температуру постачання регулюють згідно встановленої температури постачання в залежності від зовнішніх по відношенню до системи параметрів, а витрату регулюють згідно встановлення температури в зворотному трубопроводі в залежності від температури теплоносія вниз по потоку щодо першого з сукупності теплообмінних апаратів. Встановлення температури в зворотному трубопроводі переважно регулюють у відповідь на регулювання встановлення температури подачі. У варіанті, який альтернативний варіанту з електронним регулятором, виконавчі пристрої з'єднують прямо з датчиками температури, ці пристрої є автономними пристроями і включають засоби регулювання встановлення температури в зворотному трубопроводі. Природний вибір полягає в тому, що виконавчий пристрій є термостатом. Креслення На фіг. 1. показано стандартне компонування однотрубної системи, в якій може бути використано даний винахід. На фіг. 2. показано кілька паралельних стояків, кожний з яких об'єднаний з сукупністю теплообмінних апаратів, причому кожен стояк регулюють відповідно до одного з варіантів здійснення даного винаходу. На фіг. 3. показано регулятор витрати, що застосовується у одному з варіантів здійснення винаходу, причому цей регулятор пристосований для підтримки постійної витрати, незважаючи на зміни тиску. На фіг. 4. показані графіки залежності заданих значень від зовнішніх умов. 2 UA 106431 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фіг. 5A і 5B. показані графіки, що демонструють, яким чином, даний винахід стосується витрат для кращої відповідності навантаження в системі. На фіг. 6. показана система, в якій застосовують електронний регулятор згідно одного з варіантів здійснення винаходу. Детальний опис винаходу На фіг. 1 показана типова конфігурація однотрубної системи, в якій деяка кількість теплоносія (зазвичай вода), що має температуру постачання, через трубопровід постачання (3) з певною витратою подають до сукупності теплообмінних апаратів (6), наприклад, радіаторів, і яка призначена для опалення кількох житлових приміщень. Далі такі теплообмінні апарати (6) зазвичай зазначаються як радіатори. Окремі радіатори (6) з'єднують послідовно, один за одним, так що зворотний трубопровід (4) одного радіатора (6) є трубопроводом постачання (3) для наступного радіатора (6). Трубопровід постачання (3) і зворотний трубопровід (4) кожного радіатора (6) додатково з'єднують обвідною лінією (5). Магістральний трубопровід постачання (1) з'єднують з трубопроводом постачання (3) першого (якщо дивитися в напрямку потоку) з радіаторів 6, а магістральний зворотний трубопровід (2) з'єднують зі зворотним трубопроводом (4) останнього (якщо дивитися в напрямку потоку) з радіаторів (6) сукупності. Таке компонування є типовим для будинків, що включають кілька приміщень і квартир, в яких, наприклад, кожен з декількох паралельних стояків з'єднаний з декількома приміщеннями або квартирами. У цьому тексті кожне з приміщень або квартир зазначене як один теплообмінний апарат, в цьому випадку пов'язані зі стояком приміщення (квартири) включають "сукупність" теплообмінних апаратів або радіаторів (6). Окремі радіатори (6) всередині кожного приміщення (квартири) можуть з'єднувати за схожим або дуже різним компонуванням. В будинках, які включають кілька стояків, така система включає відповідно безліч сукупностей радіаторів, з'єднаних послідовно і приєднаних до загального магістрального забезпечуючого трубопроводу (1) і магістрального зворотного трубопроводу (2), причому витрата в кожній з сукупностей регулюється окремо. Теплоносій можуть подавати прямо в радіатори (6) (далі зазначається як "компонуванням з прямою подачею"), або в системі можуть застосовувати підстанцію, яка включає теплообмінник, що відокремлює забезпечуючий трубопровід, наприклад, від будівлі (далі зазначено як "компонування з підстанцією"), таким чином, утворюючи замкнутий контур для теплоносія, що циркулює в окремих радіаторах (6). Витрату теплоносія в кожному радіаторі (6) регулюють за допомогою засобів регулювання витрати (7), далі зазначаються як радіаторні термостати. Крім того, регулювання витрати в радіаторах (6) впливає на витрату в обхідних лініях (5); при зміні витрати в радіаторах (6), відповідно, змінюється витрата в обвідних лініях (5). Наприклад, в спекотний день або просто коли приплив тепла від наявних в приміщенні джерел викликає закриття радіаторного термостата (7), радіаторні термостати (7), загалом, закриваються, щоб більша частина теплоносія текла через обвідні лінії (5). Таке компонування веде до небажаної високої температури теплоносія в зворотному трубопроводі (зворотних трубопроводах) (4). Висока температура теплоносія у зворотному трубопроводі небажана, оскільки це веде до неконтрольованого нагрівання житлових приміщень і більше того, зайвих втрат тепла теплоносія в трубопроводах, оскільки трубопроводи продовжують подавати тепло, хоча радіатори закриті. Особливо в тому випадку, якщо трубопроводи погано ізольовані. Це завдає мешканцям додаткових незручностей. У даному винаході ця проблема вирішується завдяки застосуванню подвійного регулювання: одного для регулювання температури постачання теплоносія, тобто температури подачі, і ще одного для регулювання витрати через сукупність теплообмінних апаратів (6) в залежності від температури теплоносія у зворотному трубопроводі (3). Регулювання температури постачання засноване на зовнішніх умовах, які включають такі впливи на систему, на які сама система впливати не може, наприклад, ці умови переважно включають погоду (зокрема, зовнішню температуру, наприклад, температуру зовнішнього повітря в районі будівлі), але ці умови також можуть включати інші фактори, що можуть вплинути на розрахункову кількість тепла, яку необхідно подати в будинок. Основний, але не винятковий варіант здійснення винаходу зокрема пов'язаний з зовнішньою температурою, отже, система додатково включає датчик (8) зовнішньої температури. У покращеному варіанті здійснення систему з'єднують з системою прогнозу погоди, наприклад, через Інтернет. Таким чином, регулювання витрати в стояках засноване на фактичному споживанні або навантаженні в стояку (стояках), так як при зміні споживання змінюється температура теплоносія в зворотному трубопроводі (зворотних трубопроводах) (4). 3 UA 106431 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 2 показано компонування згідно цього винаходу, при якому регулятор витрати (9) з'єднують зі зворотним трубопроводом (4), сполученим з сукупністю радіаторів (6), для контролю витрат теплоносія в трубопроводах, що живлять ці радіатори 6. У кращому, але не обмеженому варіанті здійснення винаходу регулятор витрати (9) має два режими: клапана регулювання витрати та балансуючого тиск клапана. У цьому варіанті здійснення винаходу регулятор витрати (9) включає засоби для установки заданої витрати та засоби для забезпечення по суті постійної витрати, незважаючи на зміни тиску в проточній системі. Такі клапани можна придбати на ринку, наприклад вироби AB-QM, що постачаються фірмою Danfoss A/S, які розкриті, наприклад, в патенті DE 103 23 981. На фіг. 3 показаний такий клапан (9) або регулятор витрати, що складається з двох частин диференціального регулятора тиску та регулюючого клапана. Диференціальний регулятор тиску підтримує постійний диференціальний тиск на регулюючому клапані (9). Регулюючий клапан (9) включає шток (31), сальник (32), пластмасове кільце (33), конус (34) регулюючого клапану, мембрану (35), головну пружину (36), порожнистий конус (регулятор тиску) (37) і вулканізоване сідло (регулятор тиску) (38). Різниця тисків ΔPcv (P2-P3) на мембрані (35) компенсують завдяки силі пружини (36). Всякий раз, коли диференціальний тиск на регулюючому клапанів (9) змінюється (внаслідок зміни можливого тиску або переміщення регулюючого клапана), порожнистий конус (37) переміщується в нове положення, що породжує нову рівновагу і отже, зберігає диференціальний тиск на постійному рівні. Регулюючий клапан (9) має лінійну характеристику. Його характерна особливість полягає в обмеженні ходу, що робить можливим регулювання значення Kv. Обмеження ходу змінюють, підніманням блокувального механізму і поверненням головки клапана (9) в необхідне положення. Блокувальний механізм автоматично запобігає небажаним змінам установки. Застосування такого регулятора витрати (9) дає ще одну перевагу, яка полягає, в тому, що, наприклад, витрата в стояках регулюється взаємно незалежно, незважаючи на те, що стояки з'єднані із загальним постачальним трубопроводом (1) і загальним зворотним трубопроводом (2). З фіг. 2 видно, що регулятор витрати з'єднують зі зворотним трубопроводом (4) останнього (якщо дивитися в напрямку потоку) з радіаторів (6), причому з регулятором витрати (9) з'єднаний виконавчий пристрій (10), додатково із застосуванням адаптера. Крім того, на цьому кресленні зображений датчик температури (11), пристосований для розташування з теплообмінним зв'язком із зворотним трубопроводом (4). Виконавчі пристрої (10) є виконавчими механізмами, вони можуть бути автономними пристроями або керованими пристроями, і вони можуть працювати з будь-якого з відомих принципів, наприклад, електромагнітному, пневматичному, гідравлічному, електроактивному і т.д. Отже, на фіг. 2 показана система з подвійним регулюванням: одна частина регулювання належить до регулювання температури подачі в залежності від зовнішніх умов, наприклад, зовнішньої температури, а друга частина призначена для регулювання витрати, пов'язаного з кожною сукупністю теплообмінників (6), в залежності від температури в зворотному трубопроводі, температури теплоносія у зворотному трубопроводі (4). Таким чином, ця система стає системою зі змінною витратою та індивідуальним регулюванням витрати в кожному стояку, в залежності від навантаження в кожному з окремих стояків. На фіг. 4 показано дві криві, що ілюструють регулювання згідно цього винаходу. Верхня крива (12) є кривою регулювання температури постачання в залежності від зовнішньої температури. У всякому разі, ця крива показує, як встановлення температури постачання змінюється зі зміною зовнішньої температури. Точна форма цієї кривої залежать від кількох чинників, наприклад, від стану ізоляції будівлі; зазвичай її оптимізують згідно умов реальної системи. Змінюють встановлення температури в зворотному трубопроводі згідно змін встановлення температури постачання переважно з кількох причин, наприклад, у зв'язку з проблемами, що виникають через надмірне тепло. Аналогічно нижня крива (13) є кривою регулювання встановлення температури в зворотному трубопроводі, причому ця крива відображає вдосконалений варіант основного регулювання температури в зворотному трубопроводі, коли встановлення температури в зворотному трубопроводі активно змінюється згідно результатів регулювання температури подачі на основі зовнішньої температури. Отже, ця крива відображає регулювання встановленої температури в зворотному трубопроводі. Метою є ефективність регулювання, при якому витрату регулюють за навантаженням в кожному стояку, яке залишилося високим протягом всього опалювального сезону. 4 UA 106431 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Отже, нижня крива (13) змінюється внаслідок двох факторів: температури подачі і навантаження в стояку (стояках), тому що навантаження в стояках непередбачуване і змінюється від 100 до 0 %. Таким чином, згідно цього винаходу в системі застосовують регулювання вищого порядку регулювання встановлення температури подачі в залежності від зовнішніх умов, і регулювання нижчого порядку - корекцію системи за допомогою зміни витрати згідно температури в зворотному трубопроводі, що залежить від навантаження у стояку (стояках), причому у варіантах здійснення даного винаходу встановлення температури в зворотному трубопроводі активно змінюється згідно зміни встановленої температури подачі. На фіг. 5A наведено графічне представлення залежності витрати від навантаження в традиційній однотрубній системі без пропонованого в даному винаході регулювання. Пунктирною лінією (14) показано поточну витрату, що коливається непередбачуваним чином, оскільки ці системи внаслідок роботи радіаторного термостата (7) є динамічними системами. Цей графік наочно показує, що хвиляста лінія (16), яка відображає поточне навантаження, не знаходиться в кореляційному зв'язку з поточною витратою. Пряма лінія (15) є наслідком застосування, згідно винаходу, не залежного від тиску регулятора витрати (9). На фіг. 5B показана ситуація, згідно цього винаходу, коли витрату регулюють залежно від температури в зворотному трубопроводі, таким чином, регулюючи витрату згідно споживанню або навантаженню. Це дає витрату (17), яка більшою мірою відповідає поточному споживанню і отже, більш ефективна система. Показана на фіг. 2 система відповідає простій конфігурації даного винаходу, за якою виконавчий пристрій (10), управляє встановленням витрати регулятора (9), термостат-тип якого відомий з сучасного рівня техніки, тобто ця система є автономною системою. Датчик (11) температури з'єднаний прямо з керуючим пристроєм (10). Таке компонування має наступну перевагу: додаткове джерело енергії для роботи системи не потрібне, і кожен стояк може регулюватися окремо. Застосування в якості виконавчого пристрою (10) звичайного термостата, відомого з рівня техніки, дає перевагу, що полягає в тому, що такі пристрої часто включають засоби встановлення заданої температури, отже, встановлення температури в зворотному трубопроводі можна регулювати згідно певної залежності, наприклад, показаної на фіг. 4. На фіг. 6 показаний варіант здійснення винаходу, при якому всі датчики (8), (9) і (19) (датчик температури, що вимірює температуру теплоносія в магістральному трубопроводі постачання (1)) та регулятори витрати (9), або альтернативно виконавчі пристрої (10) з'єднані з електронним регулятором (18), пристосованим для індивідуального регулювання витрат у відповідь на виміряну температуру. Застосування такого електронного регулятора (18) дає ряд переваг відносно виконавчих автономних пристроїв. Електронний регулятор (18) включає необхідні для електронних регуляторів (18) засоби, добре відомі в даній галузі техніки. За допомогою електронного регулятора (18) встановлення температури в зворотному трубопроводі можна автоматично регулювати згідно фактичних умов, в той час як у варіанті з прямим регулюванням встановлення температури в зворотному трубопроводі зазвичай встановлюють вручну. Це дає величезний потенціал заощадження енергії, оскільки в цьому випадку система оптимізує встановлення температури в зворотному трубопроводі згідно показаної на фіг. 4 оптимізованої кривої (13). У цьому електронному варіанті температуру постачання регулюють за допомогою вимірювання зовнішньої температури (регулювання вищого порядку). На основі такого регулювання вищого порядку встановлення температури в зворотному трубопроводі регулюють встановленням відповідного значення, що дозволяє оптимізувати робочу характеристику системи протягом усього року, отже, ця характеристика від навантаження (зовнішньої температури) не залежить. Регулювання вищого порядку витрат у стояках пов'язано з окремими сукупностями радіаторів (6) (навантаженнями в стояках), таким чином, завдяки цьому регулюванню витрату пов'язують зі споживанням тепла і таким чином, перетворюють однотрубну систему зі звичайної системи з постійною витратою на високоефективну систему зі змінною витратою. Ще одна перевага полягає в тому, що електронний регулятор (18) дозволяє контролювати і реєструвати температуру і витрату для регулювання та системного контролю, щоб з часом активно оптимізувати параметри системи. 5 UA 106431 C2 5 10 15 20 25 Для захисту насоса системи, в разі перекриття всіх стояків електронний регулятор (18) в одному з варіантів здійснення винаходу може автоматично відкривати клапани або регулятори витрати (9), розташовані щонайменше в одному з стояків, щоб забезпечити мінімальну витрату. Представлена система включає датчик (8) зовнішньої температури для вимірювання температури зовнішнього повітря. Регулювання температури в магістральному трубопроводі, який постачає (1) можуть здійснити будь-яким способом, цілком зрозумілим чином з фактичного компонування. У представленій системі з підстанцією це можуть здійснити за допомогою регулювання витрати теплоносія в первинному контурі теплообмінника (20) підстанції. Електронний регулятор (18) з'єднують з окремими виконавчими пристроями (10) і адаптують так, щоб він приводив ці пристрої в дію. В одному з варіантів здійснення винаходу за допомогою електронного регулятора (18), крім того, реєструють стан виконавчих пристроїв (10). Крім того, електронний регулятор (18) з'єднують з датчиками (9), (19) температури, що вимірюють температуру в магістральному трубопроводі, який постачає (1) і в зворотному трубопроводі окремих стояків. Додатково його можуть з'єднати також з датчиком (8) зовнішньої температури (датчиком зовнішніх умов). В одному з варіантів здійснення винаходу, виконавчим пристроєм (10), сполученим з регулятором витрати (9), керують за допомогою імпульсів. При широтно-імпульсній модуляції як засобі регулювання для точного регулювання витрати застосовують імпульси певної частоти. Виконавчий пристрій (10) призначено для повільного закриття або відкриття регулятора витрати (9), оскільки цей регулятор закривається або відкривається для витрати в стояку; імпульс викликає незначне відкриття або закриття виконавчого пристрою (9). У цьому випадку частота імпульсів визначає відкрите положення регулятора витрати (9). Чим вище частота імпульсів, тим більшою мірою відкритий регулятор витрати (9) або альтернативно, тим меншою мірою закритий регулятор (9). Бажана ситуація, коли імпульси призводять до того, що виконавчий пристрій (10) закриває регулятор витрати (9), так як у випадку несправності системи деяка витрата все ще зберігається, але винахід не обмежується таким рішенням. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб регулювання системи, що містить: - сукупність теплообмінних апаратів (6), з'єднаних послідовно так, що вихідний трубопровід (4) одного теплообмінного апарата (6) є забезпечуючим трубопроводом (3) наступного теплообмінного апарата (6); - магістральний забезпечуючий трубопровід (1), з'єднаний з постачальним трубопроводом (3) першого, якщо дивитися в напрямку потоку, з теплообмінних апаратів (6); - магістральний зворотний трубопровід (2), з'єднаний із зворотним трубопроводом (3) останнього, якщо дивитися в напрямку потоку, з теплообмінних апаратів (6); - датчик зовнішньої температури (8), розташований для вимірювання температури зовнішнього середовища по відношенню до системи; - регулятор витрати (9), з'єднаний з вихідним трубопроводом (4), регулятор витрати (9) адаптується для контролю витрати потоку через вихідний трубопровід (4); - датчик температури (11), розташований в теплообмінному з'єднанні з теплообмінною рідиною в вихідному трубопроводі (4) для вимірювання температури зворотного потоку теплообмінної рідини; де теплообмінна рідина живиться від магістрального забезпечуючого трубопроводу (1) зі зберіганням температури магістрального забезпечуючого трубопроводу, що подається до сукупності теплообмінних апаратів (6) з витратою, який відрізняється тим, що спосіб регулювання слугує для регулювання температури подачі до заданого значення температури, де задане значення температури залежить від виміряної температури зовнішнього середовища відносно системи, а в подальшому - для регулювання значення температури потоку зворотної рідини до досягнення заданої температури через регулювання витрати потоку рідини. 2. Спосіб за п. 1, в якому значення зворотної температури регулюється згідно регулювання заданого значення температури подачі. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що постачальний трубопровід (3) і вихідний трубопровід (4) кожного теплообмінного пристрою в групі теплообмінних апаратів додатково з'єднані обвідною лінією. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що кожен регулятор витрати (9) додатково адаптований для підтримки постійного потоку, незважаючи на зміни тиску в магістральному трубопроводі (1). 6 UA 106431 C2 5 10 15 20 5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що електронний контролер (18) з'єднаний з кожним виконавчим пристроєм (10) і датчиком температури (11), що підключені до зворотного трубопроводу (4) системи. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що електронний контролер (18) з'єднаний з датчиком температури (19), що підключений до магістрального забезпечуючого трубопроводу (1). 7. Спосіб за будь-яким з пп. 5 або 6, який відрізняється тим, що кожним виконавчим пристроєм керують за допомогою імпульсів. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що принаймні один виконавчий пристрій (10) є електромагнітним, пневматичним, гідравлічним або електрострикційним силовим приводом. 9. Спосіб за будь-яким з пп. 5-8, який відрізняється тим, що електронний контролер (18) пристосований для моніторингу вимірюваних параметрів і використання цих даних для оптимізації значення температури подачі незалежно від зовнішньої температури, і повертання температури потоку зворотної рідини до заданого значення температури. 10. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що кожен виконавчий пристрій (10) підключається безпосередньо до датчика температури (11) і є автоматичним, і містить засоби для коригування значення температури зворотного потоку. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що виконавчий пристрій (10) є термостатом. 12. Спосіб за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що лінія подачі рідини і зворотна лінія (4) кожного теплообмінного апарата (6) в сукупності теплообмінних апаратів (6) додатково пов'язані з обвідною лінією (5). 13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що система містить щонайменше дві групи теплообмінних апаратів (6), розташованих послідовно і підключених до одного магістрального забезпечуючого трубопроводу (1) і магістрального зворотного трубопроводу (2), де потік рідини через кожен апарат з групи апаратів регулюється індивідуально. 7 UA 106431 C2 8 UA 106431 C2 9 UA 106431 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method to regulate a one-pepe heat supply system

Автори англійською

Hartmann, Michael, Jedrzejewski, Mariusz, Osojnik, Matjaz

Автори російською

Хартман Михель, Эджеевски Мариуш, Осойник Матьяз

МПК / Мітки

МПК: F24D 3/00, F24D 19/10

Мітки: теплопостачання, однотрубної, системі, спосіб, регулювання

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/12-106431-sposib-regulyuvannya-odnotrubno-sistemi-teplopostachannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб регулювання однотрубної системи теплопостачання</a>

Подібні патенти