способ регулирования режима работы системы отопления

Формула изобретения

Способ регулирования режима работы системы отопления, заключающийся в периодической подаче и прекращении подачи теплоносителя в систему отопления в зависимости от соотношения заданной температуры и фактической температуры воздуха в отапливаемом помещении, отличающийся тем, что устанавливают период регулирования подачи теплоносителя в систему отопления, измеряют температуру наружного воздуха, расход и температуру теплоносителя в подающей магистрали, расход и температуру теплоносителя в обратной магистрали; рассчитывают тепловую мощность системы отопления отапливаемого помещения, количество потребленной тепловой энергии и оценивают изменение тепловой мощности источника тепла; подачу теплоносителя в систему отопления осуществляют в каждом периоде в форме импульса, длительностью, меньшей или равной периоду регулирования подачи теплоносителя в систему отопления, длительность импульса корректируют с учетом соотношения заданной температуры и фактической температуры воздуха в отапливаемом помещении, температуры наружного воздуха и изменения тепловой мощности источника тепла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для регулирования расхода тепла в системах отопления зданий и сооружений.

Известен способ автоматического регулирования тепловой нагрузки здания и устройство для его осуществления (Патент РФ № 2415348, F24D 31/02, 2009 г.), который включает поддержание заданной тепловой нагрузки здания с учетом действительной температуры наружного воздуха, причем тепловую нагрузку регулируют соответствующим изменением расхода воды через систему отопления в зависимости от мгновенного изменения метеоусловий ниже точки излома температурного графика изменением инжекции элеватора и дополнительно корректирующим насосом при работе системы теплоснабжения выше точки излома температурного графика.

Недостатком данного способа являются высокие энергоемкость и стоимость, а также значительная сложность реализации, обусловленные применением корректирующего насоса и специального регулирующего клапана, что требует существенной реконструкции теплового узла.

Наиболее близким к заявляемому является «Способ регулирования режима работы системы отопления» (Авторское свидетельство СССР № 1241029, F24D 3/00, 1984 г.), принятый за прототип, заключающийся в периодической подаче и прекращении подачи теплоносителя в систему отопления в зависимости от соотношения заданной температуры и фактической температуры воздуха в отапливаемом помещении.

Недостаток указанного способа заключается в возникновении в системе отопления режима неконтролируемых автоколебаний температуры воздуха в отапливаемом помещении, что снижает ее надежность из-за необходимости регулярной проверки и корректировки настроек органов релейного регулирования температуры воздуха в отапливаемом помещении. Кроме того, применение циркуляционного насоса существенно усложняет и удорожает реализацию данного способа, а также не учитывается влияние изменения температуры наружного воздуха на процесс регулирования.

Технический результат предлагаемого способа заключается в обеспечении надежности и экономичности регулирования температуры воздуха в отапливаемом помещении.

Технический результат достигается тем, что в способе регулирования режима работы системы отопления, заключающемся в периодической подаче и прекращении подачи теплоносителя в систему отопления в зависимости от соотношения заданной температуры и фактической температуры воздуха в отапливаемом помещении, устанавливают период регулирования подачи теплоносителя в систему отопления, измеряют температуру наружного воздуха, расход и температуру теплоносителя в подающей магистрали, расход и температуру теплоносителя в обратной магистрали; рассчитывает тепловую мощность системы отопления отапливаемого помещения, количество потребленной тепловой энергии и оценивают изменение тепловой мощности источника тепла; подачу теплоносителя в систему отопления осуществляют в каждом периоде в форме импульса длительностью, меньшей или равной периоду регулирования подачи теплоносителя в систему отопления, длительность импульса корректируют с учетом соотношения заданной температуры и фактической температуры воздуха в отапливаемом помещении, температуры наружного воздуха и изменения тепловой мощности источника тепла.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования режима работы системы отопления.

Устройство содержит источник тепла 1, выход которого через последовательно соединенные блок измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали 2, электромагнитный клапан 3, водоструйный элеватор 4, отапливаемое помещение 5 и блок измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали 6 связан с входом источника тепла 1. Первый выход отапливаемого помещения 5 подключен ко второму входу водоструйного элеватора 4. Второй выход блока измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали 2 соединен с первым входом тепловычислителя 7, второй вход которого связан со вторым выходом блока измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали 6, а выход тепловычислителя 7 подсоединен к первому входу блока управления 8, подключенного выходом ко второму входу электромагнитного клапана 3. Второй выход отапливаемого помещения 5 через измеритель фактической температуры воздуха 9 в отапливаемом помещении 5 соединен со вторым входом блока управления 8, третий вход которого связан с выходом измерителя температуры наружного воздуха 10.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно в блоке управления 8 устанавливают период регулирования подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5 в зависимости от допустимой частоты включения электромагнитного клапана 3 и тепловой инерции системы отопления отапливаемого помещения 5 и величину длительности импульса подачи теплоносителя на первом периоде регулирования, меньшую или равную периоду регулирования подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5.

В исходном состоянии электромагнитный клапан 3 открыт, и теплоноситель от источника тепла 1 через последовательно соединенные блок измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали 2 и электромагнитный клапан 3 поступает в водоструйный элеватор 4, где смешивается с частью теплоносителя из обратной магистрали и подается в систему отопления отапливаемого помещения 5, после чего через блок измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали 6 возвращается в источник тепла 1.

Через промежуток времени, равный заданной блоком управления 8 длительности импульса подачи теплоносителя, электромагнитный клапан 3 закрывается, и теплоноситель не поступает в отапливаемое помещение 5 до начала следующего периода регулирования подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5, после чего электромагнитный клапан 3 открывается и подача теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5 возобновляется.

Длительность импульса подачи теплоносителя, не превышающую период регулирования подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5, корректируют с учетом соотношения заданной температуры и фактической температуры воздуха в отапливаемом помещении 5, температуры наружного воздуха и тепловой мощности источника тепла 1.

Если фактическая температура воздуха в отапливаемом помещении 5, контролируемая измерителем фактической температуры воздуха 9, оказывается меньше заданной температуры, блок управления 8 увеличивает длительность импульса подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5 до установления равенства фактической температуры воздуха в отапливаемом помещении 5 и заданной температуры.

Аналогично, если фактическая температура воздуха в отапливаемом помещении 5 оказывается больше заданной температуры, блок управления 8 уменьшает длительность импульса подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5.

Блок управления 8 обеспечивает оперативную коррекцию длительности импульса подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5 в функции температуры наружного воздуха, контролируемой измерителем температуры наружного воздуха 10. При увеличении температуры наружного воздуха длительность импульса подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5 уменьшается, а при снижении температуры наружного воздуха длительность импульса подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5 увеличивается.

Тепловычислитель 7 рассчитывает тепловую мощность системы отопления отапливаемого помещения 5 и количество потребленной ею тепловой энергии по информации, получаемой от блока измерения расхода и температуры теплоносителя в подающей магистрали 2 и блока измерения расхода и температуры теплоносителя в обратной магистрали 6, что позволяет оперативно оценивать изменение мощности источника тепла 1 и корректировать длительность импульса подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5 при изменении мощности источника тепла 1 с целью восстановления тепловой мощности системы отопления отапливаемого помещения 5.

Например, снижение мощности источника тепла 1 вызывает уменьшение температуры и (или) давления теплоносителя в подающей магистрали, следовательно, тепловычислитель 7 зафиксирует уменьшение тепловой мощности системы отопления отапливаемого помещения 5. В этом случае блок управления 8 увеличивает длительность импульса подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5, что увеличит тепловую мощность системы отопления отапливаемого помещения 5. Аналогично, при увеличении мощности источника тепла 1 блок управления 8 уменьшает длительность импульса подачи теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5, а следовательно, уменьшает и тепловую мощность системы отопления отапливаемого помещения 5.

В случае неработоспособности устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования режима работы системы отопления, подача теплоносителя в систему отопления отапливаемого помещения 5 сохранится через нормально открытый электромагнитный клапан 3.

Таким образом, учитывая низкую энергоемкость электромагнитного клапана и блока управления, реализация предложенного способа позволяет обеспечить высокую надежность и экономичность регулирования температуры воздуха в отапливаемом помещении.