устройство для автоматического регулирования теплопотребления

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования теплопотребления, содержащее водоструйный элеватор, выход которого подключен к входу потребителя тепла, имеющего в своем составе "n" потребляющих теплоизолированных друг от друга помещений, а первый выход потребителя тепла соединен с первым входом водоструйного элеватора, отличающееся тем, что содержит блок измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали, вход которого подключен к подающей магистрали, первый выход соединен с первым входом тепловычислителя, а второй выход блока измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали связан через датчик давления теплоносителя с первым входом блока управления, с первым входом ключа и с первым входом ограничителя давления, причем ко второму входу ключа подсоединен первый выход блока управления, второй вход ограничителя давления соединен со вторым выходом блока управления, а выходы ключа и ограничителя давления связаны со вторым входом водоструйного элеватора, при этом выходы потребителя тепла, начиная со второго по (n+1)-й, через датчик средневзвешенной температуры внутренней среды подсоединены ко второму входу блока управления, связанного третьим входом с выходом датчика температуры окружающей среды, четвертым входом - с выходом тепловычислителя, ко второму входу которого подключен первый выход блока измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали, соединенного входом с первым выходом потребителя тепла и вторым выходом подключенного к обратной магистрали, а к пятому входу блока управления подсоединен выход блока диспетчеризации, связанного входом с третьим выходом блока управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области контроля и регулирования процесса теплопотребления преимущественно на объектах с централизованной системой теплоснабжения.

Известно устройство для регулирования теплопотребления, содержащее водоструйный элеватор, выход которого подключен к входу потребителя тепла, имеющего в своем составе "n" потребляющих тепло изолированных друг от друга помещений, а выход потребителя тепла соединен с обратной магистралью и с первым входом водоструйного элеватора, ко второму входу которого подключена подающая магистраль (Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов. - М.: Издательство АСВ, 2002, с.75).

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает необходимые быстродействие и точность регулирования, поскольку процесс регулирования производится вручную посредством ступенчатого изменения площади поперечного сечения сопла водоструйного элеватора.

Известно также устройство для регулирования теплопотребления, содержащее водоструйный элеватор с механизмом регулирования площади поперечного сечения сопла, выход которого подключен к входу потребителя тепла, имеющего в своем составе "n" потребляющих тепло изолированных друг от друга помещений, а выход потребителя тепла соединен с обратной магистралью и с первым входом водоструйного элеватора с механизмом регулирования площади поперечного сечения сопла, ко второму входу которого подключена подающая магистраль (Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов. - М.: Издательство АСВ, 2002, с.76).

Недостатком данного устройства является ограниченный диапазон регулирования, определяющийся условиями устойчивости работы водоструйного элеватора, и низкая надежность, обусловленная тем, что при высокой температуре теплоносителя сложно избежать коррозии механизма, регулирующего площадь поперечного сечения сопла водоструйного элеватора.

Кроме того, точность устройства невысока вследствие того, что процесс регулирования осуществляется вручную.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности и надежности, а также в обеспечении возможности оперативной диагностики процесса теплопотребления.

Указанный результат достигается тем, что устройство содержит блок измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали, вход которого подключен к подающей магистрали, первый выход соединен с первым входом тепловычислителя, а второй выход блока измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали связан через датчик давления теплоносителя с первым входом блока управления, с первым входом ключа и с первым входом ограничителя давления, причем ко второму входу ключа подсоединен первый выход блока управления, второй вход ограничителя давления соединен со вторым выходом блока управления, а выходы ключа и ограничителя давления связаны со вторым входом водоструйного элеватора, при этом выходы потребителя тепла, начиная со второго по (n+1)-й, через датчик средневзвешенной температуры внутренней среды подсоединены ко второму входу блока управления, связанного третьим входом с выходом датчика температуры окружающей среды, четвертым входом - с выходом тепловычислителя, ко второму входу которого подключен первый выход блока измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали, соединенного входом с первым выходом потребителя тепла и вторым выходом подключенного к обратной магистрали, а к пятому входу блока управления подсоединен выход блока диспетчеризации, связанного входом с третьим выходом блока управлении.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, а на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит водоструйный элеватор 1, выход которого подключен к входу потребителя тепла 2, имеющего в своем составе "n" потребляющих тепло изолированных друг от друга помещений, а первый выход потребителя тепла соединен с первым входом водоструйного элеватора 1, отличающееся тем, что содержит блок 3 измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали 4, вход которого подключен к подающей магистрали, первый выход соединен с первым входом тепловычислителя 5, а второй выход блока 3 измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали связан через датчик 6 давления теплоносителя с первым входом блока 7 управления, с первым входом ключа 8 и с первым входом ограничителя давления 9, причем ко второму входу ключа 8 подсоединен первый выход блока 7 управления, второй вход ограничителя давления 9 соединен со вторым выходом блока 7 управления, а выходы ключа 8 и ограничителя давления 9 связаны со вторым входом водоструйного элеватора 1, при этом выходы потребителя тепла 2, начиная со второго по (n+1)-й, через датчик 10 средневзвешенной температуры внутренней среды подсоединены ко второму входу блока 7 управления, связанного третьим входом с выходом датчика 11 температуры окружающей среды, четвертым входом - с выходом тепловычислителя 5, ко второму входу которого подключен первый выход блока 12 измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали 13, соединенного входом с первым выходом потребителя тепла 2 и вторым выходом подключенного к обратной магистрали 13, а к пятому входу блока 7 управления подсоединен выход блока 14 диспетчеризации, связанного входом с третьим выходом блока 7 управления.

Устройство работает следующим образом.

Теплоноситель из подающей магистрали 4 через блок 3 измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали 4, открытый ключ 8 подается с температурой Т₈ на водоструйный элеватор 1, где с целью снижения температуры он смешивается с частью теплоносителя, поступающего от потребителя тепла 2 в обратную магистраль 13 через блок 12 измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали 13, и затем с температурой Т₁ поступает потребителю тепла 2.

Блок 7 управления формирует алгоритм открытия и закрытия ключа 8 в зависимости от соотношения расчетной тепловой мощности Q₁₄ потребителя тепла 2, график изменения которой определяется блоком 14 диспетчеризации, и реально потребляемой тепловой мощности Q₅ потребителем тепла 2, вычисляемой тепловычислителем 5 по информации, получаемой от блока 3 измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали 4 и блока 12 измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали 13. Алгоритм открытия и закрытия ключа 8 корректируется с учетом данных, формируемых датчиком 10 средневзвешенной температуры внутренней среды в "n" изолированных помещениях потребителя тепла 2 и датчика 11 температуры окружающей среды.

Если в момент времени t₁ реально потребляемая потребителем тепла 2 тепловая мощность Q₅ оказывается больше расчетной тепловой мощности Q₁₄, блок 7 управления закрывает ключ 8, прекращая подачу теплоносителя из подающей магистрали 4, что вызывает снижение температуры Т₁ теплоносителя и соответственно средневзвешенной температуры Т₁₀ внутренней среды потребителя тепла 2. Аналогично, если в момент времени t₂ реально потребляемая потребителем тепла 2 тепловая мощность Q₅ оказывается меньше расчетной тепловой мощности Q₁₄, блок 7 управления открывает ключ 8, возобновляя подачу теплоносителя из подающей магистрали 4, что вызывает повышение температуры Т₁ теплоносителя и соответственно средневзвешенной температуры Т₁₀ внутренней среды потребителя тепла 2. Воздействие блока 7 управления на ключ 8 производится до выполнения соотношения Q₅ =Q₁₄.

В момент закрытия ключа 8 в подающей магистрали 4 возникает кратковременный импульс давления Р ₄, измеряемый датчиком 6 давления теплоносителя и устраняемый ограничителем давления 9, величина уставки которого задается блоком 7 управления.

Блок 14 диспетчеризации на основе информации, получаемой от блока 7 управления, осуществляет технический контроль и диагностику процесса теплопотребления потребителем тепла 2.

Таким образом, устройство позволяет с высокой точностью и надежностью контролировать и регулировать процесс теплопотребления с минимальным изменением существующих схем теплоснабжения, основанных на применении водоструйных элеваторов.