ЗАО Фирма "ТЕСС-инжиниринг"

(8352) 341-861, 341-862 info@tess21.ru

Еще о регулировании отопления в домах

Существующая система теплоснабжения создавалась как единый комплекс выработки, подачи и потребления тепловой энергии. Это когда источник тепловой энергии вырабатывал, доставлял до потребителя и регулировал подачу тепловой энергии в соответствии с утвержденным им графиком. Потребителю оставалось употребить это тепло не вмешиваясь в работу системы теплоснабжения и сохраняя изначально установленные условия наладки системы теплопотребления.

Существующая система теплоснабжения создавалась как единый комплекс выработки, подачи и потребления тепловой энергии. Это когда источник тепловой энергии вырабатывал, доставлял до потребителя и регулировал подачу тепловой энергии в соответствии с утвержденным им графиком. Потребителю оставалось употребить это тепло не вмешиваясь в работу системы теплоснабжения и сохраняя изначально установленные условия наладки системы теплопотребления. Т.е. все виды регулировок теплоносителя (количественные, качественные) в соответствии с внешними условиями осуществлялись на источнике тепловой энергии. Коммунальный комплекс оставался пассивным потребителем (элеваторный узел не позволял производить текущие регулировки в соответствии с изменяющимися условиями теплопотребления), в обязанность которого входило употребить договоренную тепловую энергию в полном объеме, невзирая на внешние изменения. При этом необходимо сохранять условия возврата потребленного теплоносителя. Поэтому возникали ситуации, когда в самое холодное время тепла не хватало, а в теплое время тепло шло в избытке.

T01(ftнар)=T03(ft20)

Но когда в существующую систему стали внедрять активные системы регулирования в теплоузлах и в системах отопления квартир, произошло вот что:

T01(ftнар)=T03(ftнар)=T0ВН(fнар)

  • Где:T01(ftнар) - зависимость подаваемой температуры теплоносителя от наружной
  • T03(ft20)- расчетная температура в системе отопления в зависимости от наружной
  • T0ВН(fнар) - зависимость внутренней температуры от наружной
  • Где:T0ВН(fнар) -const200C

Изначальная функция регулирования температуры теплоносителя в зависимости от наружной температуры за поставщиком сохранилась. В теплоузлах появился новый активный регулятор температуры теплоносителя системы отопления ( СО ) в зависимости от наружной температуры. В квартирах тоже стали устанавливать на отопительных элементах автоматические регуляторы. В результате, во время эксплуатации тепловых узлов, было замечено, что седельные автоматические регуляторы большую часть отопительного сезона не работают, так как поставщик тепла уже произвел регулировку и не оставил для автоматики потребителя возможности влиять на процесс. Поэтому в теплоузлах автоматика держала регулирующие клапана в режиме максимальной пропускной способности, чтобы обеспечить необходимый режим работы системы отопления. Квартирные регуляторы на батареях условно тоже выставляются жильцами в зависимости от наружной температуры. А в связи с тем, что регулировка в тепловом узле достигла своего максимума и избыточного тепла не предвидится, то и эти регуляторы занимают крайнее положение на максимальную пропускную способность. В итоге мы имеем так называемое двойное регулирование, когда один автоматический регулятор пытается подавить другой, т.е. побеждает сильнейший. Приходилось наблюдать случай, когда из-за несогласованной работы автоматических устройств в тепловом узле и регуляторов в офисном помещении температура в обратном трубопроводе падала до 5-10оС. Регулятор в теплоузле уже открылся , а в помещении на батареях регуляторы закрыты из-за перегрева комнат. А из-за удаленности от узла управления подводящие трубы стали остывать. И все происходит это когда на улице -25 оС. Периферийная автоматика в развитых системах отопления функционирует в основном во время оттепелей и осенне-весенней срезки в графике теплоснабжения. Получается, что дорогое оборудование большую часть отопительного сезона простаивает, а реальное регулирование происходит только в осенне-весенний период. Многие функции, заложенные в управляющий контроллер, не удается осуществить по причине многочисленных мелких несоответствий между проектом и фактическим состоянием объекта. Поэтому, сделав выводы из вышеизложенного, на предприятии«ТЕСС- инжиниринг» была предложена конструкция для реализации более простого и дешевого способа регулирования тепла у потребителя в централизованных системах теплоснабжения. Это метод регулирования пропусками, допущенный к применению, но основательно забытый из-за отсутствия соответствующего оборудования. В настоящее время это оборудование появилось на рынке, и этот метод был реализован. Эксплуатация систем с подобным методом регулирования в эту зиму подтвердила правильность вывода. В основе технической реализации этого метода лежит специально разработанный контроллер МИККОНТ-2 и клапан электромагнитный шунтированный ( КЭШ ) нормально закрытый. Процесс регулирования заключается в управлении частотой включения этого клапана. Так как в момент открытия клапана подается полное исходное давление то и работа элеваторного узла не нарушается. Следовательно, подобное оборудование можно применять и в старых теплоузлах, и в современных узлах с насосом смешения. При этом стоимость этого оборудования значительно меньше, а обслуживание очень простое, исключающее случайное прекращение подачи тепла в здание. Наладка и регулировка узла управления воспринимается обслуживающим персоналом как нечто совершенно естественное. А по поводу индивидуального регулирования считаем что, для нормальной отладки системы отопления необходимо обязательно устанавливать балансировочные клапана на стояках, а на батареях установить клапана ручной регулировки. Тогда процесс регулирования будет выглядеть так :

T01=(ftнар)=Т03(ftнар)

Т.е. процесс наладки в здании будет выполняться один раз в начале отопительного сезона и в дальнейшем, регулировка теплоснабжения будет осуществляться в узле управления. Также считаем, что в многоподъездных домах автоматика должна стоять в каждом подъезде, а объединять всю регулировку дома в один узел управления приводит к очень сложному и почти неосуществимому процессу наладки всего дома.

Р.S.Недавно опубликована монография профессора РАН С. А. Чистовича о методах автоматического регулирования в системах теплоснабжения зданий. В своей монографии автор анализирует все виды возможного управления теплоснабжением ЖКХ и приходит к выводу о нежелательности применения ПИД регуляторов в узлах управления в системах с централизованным теплоснабжением. Исходя из вышеприведенных рассуждений, ПИД регулятор в реальной обстановке попадает либо в состояние цейтнота, когда он не может принять решения. Либо в состояние незатухающих автоколебаний, которые приводят к нестабильности гидравлики системы и износу оборудования. Для избежания этого эффекта приходится увеличивать разбаланс регулировки, т.е. понижать технические характеристики системы. Помимо указанного есть сложности с наладкой многоточечных систем в сфере приоритета выбора параметров и монтажа термодатчиков (южная сторона, северная ,теневая ,наветренная , влажностная и т.д.). Автор предлагает перейти на двухпозиционное регулирование с общим контролем по показаниям температуры по обратному трубопроводу, за что и отвечает потребитель перед поставщиком энергии. А это как раз то, что и предлагает наше предприятие. То есть, мы практическим методом проб и ошибок пришли к тому же выводу.

Автор делает два основных вывода: Применение традиционных ПИД- регуляторов в цифровых системах управления не очень удобно, так как оптимизация по критерию качества не обеспечивает устойчивость, в связи с чем необходимо использовать оптимизацию с ограничениями, вытекающими из условий устойчивости. Это делает численную реализацию процедуры оптимизации в реальном времени неудобной.
Преимуществом обладают апериодические регуляторы, гарантирующие конечную длительность переходных процессов и потому - устойчивость. Расчетные соотношения параметров узлов управления по параметрам ОУ просты и однозначны, что позволяет легко реализовать адаптивное управление, когда подобные вычисления приходится выполнять в реальном времени и многократно - каждый период дискретизации. Высокие показатели качества управления в сочетании с простотой реализации возможно обеспечить за счет применения регуляторов минимального порядка с алгоритмическим ограничением управляющего воздействия.

Справка : ПИД регулятор - пропорционально -интегрально-дифференциальное регулирование. Регулирование осуществляется методом бесконечного приближения к требуемой величине, которая непрерывно корректируется.
Двухпозиционное регулирование : электромагнитный клапан управляемый по принципу открыт-закрыт. Регулирование производится управлением частотой открытия электромагнитного клапана по методу ограничения «обратки» по выбранной точке отопительного графика.

Регулирование заключается в подборе положения балансировочного клапана по пропускной способности. Пропускная способность определяется минимальным количеством теплоносителя в период начала отопления +80С для поддержания необходимой температуры в помещении. «САРТЕГ» при этом можно выключить - в этот момент он не должен посылать импульсы на управление клапана. При понижении температуры, клапан начнет открываться с частотой необходимой для пропускания теплоносителя в полном объеме. Дальнейшая наладка производится изменением первичных значений в программе, что обычно не требуется. В случае поломки клапана или отключении эл. энергии возможно открытие балансировочного клапана на максимальную пропускную способность для обеспечения необходимой тепловой энергией.

P.S. Но данный способ имеет ограничение на применение из-за возможных гидравлических ударов (стуков) клапана при больших нагрузках. Поэтому мы считаем, что возможно его применение на нагрузках не выше 0,1 ГКал по отоплению.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить