Пристрій для регулювання температури системи опалення

Реферат: Пристрій для регулювання температури системи опалення містить: датчик температури теплоносія, вихід якого з'єднано з мікроконтролерною системою, виконавчий елемент, вихід якого з'єднаний з нагрівачем, вихід якого з'єднаний з датчиком споживаної потужності нагрівача, вихід якого з'єднаний з мікроконтролерною системою, датчик температури навколишнього середовища, вхід та вихід якого з'єднано з мікроконтролерною системою. Додатково введені другий прецизійний датчик температури навколишнього середовища, вхід та вихід якого з'єднано з мікроконтролерною системою, та пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор, вхід якого з'єднано з мікроконтролерною системою, а вихід з'єднано з виконавчим елементом. UA 96003 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ РЕГУЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ СИСТЕМИ ОПАЛЕННЯ UA 96003 U UA 96003 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі теплопостачання та регулювання, а саме регулювання температури опалення житлових та виробничих будівель, і може бути використана підприємствами та комунальними господарствами, в яких регулювання температури відбувається по опалювальному графіку. Відомий пристрій для регулювання температури [Пристрій для регулювання температури теплоносія системи отопления А. С. СРСР № 1409990: G05D 23/19, 1988/ В.Г. Шкилев, Н.И. Асеев, Л.Т. Хобин, М.Е. Царегородцев, Ю.П. Сушков, Г.К. Верхоланцев], який складається з датчика температури навколишнього середовища, датчика температури теплоносія, формувача закону зміни температури теплоносія, віднімача, суматора, регулятора, виконавчого елемента, нагрівача, датчика споживаної потужності нагрівача та формувача закону зміни потужності нагрівача. Спільні ознаки із корисною моделлю, що заявляється: датчик температури навколишнього середовища; датчик температури теплоносія; датчик споживаної потужності нагрівача; виконавчий елемент. Недоліками наведеного пристрою є: велика похибка вимірювань датчика температури навколишнього середовища; перегрів при перехідних режимах роботи, що значно зменшує галузь застосування. Найближчим аналогом до корисної моделі, що заявляється, вибрано пристрій [Пристрій для регулювання температури системи опалення: Корисна модель № 18454: G05D 23/19/В.В Нарожний, І.М. Бандура, В.Ю. Маліна, О.В. Кальченко - заявка № 200604447; опубліковано 15.11.2006, бюл. № 11] для регулювання температури системи опалення, що містить датчик температури навколишнього середовища, датчик температури теплоносія, мікроконтролерну систему, виконавчий елемент, перший нагрівач, датчик споживаної потужності нагрівача, другий нагрівач, та працює таким чином: сигнал з мікроконтролерної системи подається на нагрівач, датчик навколишнього середовища вимірює температуру другого нагрівача, в мікроконтролерній системі значення, одержане з датчика навколишнього середовища, порівнюється із заданим, якщо значення помилки відповідає допустимому, то пристрій починає працювати. Датчик температури навколишнього середовища і датчик температури теплоносія вимірюють поточне значення температури навколишнього середовища і теплоносія, їх сигнали подаються на мікроконтролерну систему, з сигналу температури навколишнього середовища віднімається сигнал фактичної температури теплоносія. Якщо температура теплоносія відрізняється від заданої, то в мікроконтролерній системі формується сигнал-завдання, пропорційний приросту потужності нагрівача, необхідному для нагрівання теплоносія з необхідною швидкістю. Одночасно в мікроконтролерній системі сигнал з датчика навколишнього середовища перетвориться в сигнал-завдання, пропорційний потужності нагрівача, необхідної для компенсації втрат енергії в системі опалювання. Сигнали завдання підсумовуються, і згідно з заданим законом управління на виході мікроконтролерної системи формується управляюча дія. Через виконавчий елемент змінюється потужність нагрівача до тих пір, поки датчика споживаної потужності нагрівача стане рівним заданому значенню. Спільні ознаки із корисною моделлю, що заявляється: датчик температури теплоносія; датчик температури навколишнього середовища; мікроконтролерна система; виконавчий елемент; датчик споживаної потужності нагрівача. Недоліками наведеного пристрою є: необхідність у додатковому нагрівачеві для контролю точності вимірювань датчика температури навколишнього середовищ, що призводить до втрат електроенергії та збільшення інерційності системи; періодичний перегрів при перехідних режимах роботи що призводить до додаткових втрат електроенергії. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для регулювання температури системи опалення шляхом зниження інерційності системи, зниження енергоспоживання та зниження перегріву при перехідних режимах роботи. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для регулювання температури системи опалення, що містить датчик температури навколишнього середовища, мікроконтролерну систему, датчик температури теплоносія, виконавчий елемент, нагрівач, датчик споживаної потужності нагрівача, згідно з корисною моделлю, введений додатковий прецизійний датчик 1 UA 96003 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 температури та пропорціонально-інтегрально-диференціальний (ПІД) регулятор. Прецизійний датчик температури розміщений поруч з датчиком температури навколишнього середовища, вхід та вихід якого з'єднаний з мікроконтролерною системою. Вхід ПІД-регулятора з'єднаний з мікроконтролерною системою а вихід з виконавчим пристроєм. Завдяки введенню прецизійного датчика температури здійснюється перевірка точності роботи датчика температури навколишнього середовища, що зменшує інерційність роботи пристрою, та зменшує енергоспоживання. Завдяки введенню ПІД-регулятора зменшується явище періодичного перегріву при перехідних режимах роботи, що знижує енергоспоживання системи. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де представлена блок-схема запропонованого пристрою для регулювання температури, на якій прийнято позначення: 1 датчик температури навколишнього середовища; 2 - датчик температури теплоносія; 3 мікроконтролерна система; 4 - виконавчий елемент; 5 - нагрівач; 6 - датчик споживаної потужності; 7 - прецизійний датчик температури; 8 - ПІД-регулятор. Пристрій складається з блоків 1 та 7, вхід та вихід яких з'єднано з блоком 3, блока 2, вихід якого з'єднано з блоком 3, блока 8, вхід якого з'єднано з блоком 3, а вихід - з блоком 4, вихід якого з'єднано з блоком 5; блока 6, вихід якого з'єднано з блоком 3, а вхід з'єднано з блоком 5. Пристрій працює наступним чином: Сигнали з датчика температури навколишнього середовища 1 та прецизійного датчика температури 7, які вимірюють значення температури навколишнього середовища, одночасно надходять до мікроконтролерної системи 3, в мікроконтролерній системі вимірюються значення опорів, одержані з датчика 1 та датчика 7, значення опору датчика 1 порівнюється зі значенням опору прецизійного датчика 7, якщо значення відхилення відповідає допустимому, то пристрій відключає прецизійний датчик температури 7 та починає працювати. Датчиками 1 та 2 вимірюють поточне значення температури навколишнього середовища та теплоносія, їх сигнали подаються на мікроконтролерну систему 3, з сигналу температури навколишнього середовища віднімається сигнал фактичної температури теплоносія. Якщо температура теплоносія відрізняється від заданої, то в мікроконтролерній системі 3 формується сигнал-завдання, пропорційний приросту потужності нагрівача 5, одночасно в мікроконтролерній системі 3 сигнал з датчика 1 перетвориться в сигнал завдання, пропорційний потужності нагрівача 5, необхідної для компенсації втрат енергії в системі опалення. Сигнали завдання підсумовуються, і на виході мікроконтролерної системи 3 формується управляюча дія, яка надходить на вхід ПІДрегулятора 8, де відповідно до вибраного закону регулювання формується сигнал, що надходить до виконавчого елемента 4. Через виконавчий елемент 4 змінюється потужність нагрівача 5 до тих пір, поки виміряне значення з датчика споживаної потужності 6 стане рівним заданому значенню. Корисна модель дозволяє знизити інерційність системи, зменшити енергоспоживання та зменшити перегрів температури теплоносія при перехідних режимах роботи системи опалення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для регулювання температури системи опалення, що містить: датчик температури теплоносія, вихід якого з'єднано з мікроконтролерною системою, виконавчий елемент, вихід якого з'єднаний з нагрівачем, вихід якого з'єднаний з датчиком споживаної потужності нагрівача, вихід якого з'єднаний з мікроконтролерною системою, датчик температури навколишнього середовища, вхід та вихід якого з'єднано з мікроконтролерною системою, який відрізняється тим, що додатково введені другий прецизійний датчик температури навколишнього середовища, вхід та вихід якого з'єднано з мікроконтролерною системою, та пропорційноінтегрально-диференціальний регулятор, вхід якого з'єднано з мікроконтролерною системою, а вихід з'єднано з виконавчим елементом. 2 UA 96003 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 3