Файл: Автоматизация систем гвс административного, жилого, промышленного здания.docx
Добавлен: 21.11.2023
Просмотров: 122
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Читинский техникум отраслевых технологий и бизнеса
Реферат
Учебная дисциплина – Энергосбережение
Тема: Автоматизация систем ГВС административного, жилого, промышленного здания
Выполнил студент гр ТТО-20-1
Киселев.Б.Е
Проверил Середкин.А.А
Чита, 2023
Содержание
Введение………………………………………………………………………….1
Принцип действия автоматики………………………………………………….2
Основные плюсы установки автоматизированного узла управления отоплением………………………………………………………………………...3
Когда целесообразно устанавливать АУУ, срок окупаемости………………...4
Основные элементы автоматизации……………………………………………..6
В частном доме……………………………………………………………………8
Автоматизация системы горячего водоснабжения……………………………...9
Сколько стоит система погодного регулирования……………………………..14
Схема автоматики………………………………………………………………..15
Вывод……………………………………………………………………………..16
Список литературы………………………………………………………………17
Введение
Индивидуальный тепловой пункт – это совокупность устройств, состоящая из элементов тепловых энергоустановок, трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры, циркуляционных насосов, теплообменников, оборудования и средств автоматизации, обеспечивающих присоединение потребителей тепла в здании (системы отопления и ГВС) к районной или городской тепловой сети и передачу им тепловой энергии. ИТП располагается в обособленном помещении или пристройке.
Основное назначение ИТП – передача тепла от поставщика в сеть потребителя, а основная задача системы автоматизации ИТП состоит в обеспечении потребителя необходимым количеством тепла с максимально высоким КПД и с минимальными потерями – комфорт и экономичность.
Принцип действия автоматики
Автоматический ИТП (Узел погодного регулирования) состоит из клапана регулирующего с электроприводом, насоса циркуляции, обратного клапана, датчиков температуры, электрического шкафа управления (с программным контроллером), запорно-регулирующий арматуры, фильтров
Система погодного регулирования работает следующим образом. Датчик наружного воздуха (выведенный на теневую сторону улицы) измеряет уличную температуру. Два датчика на подающем и обратном трубопроводе измеряют температуру теплосети. Логический программируемый контроллер вычисляет необходимую дельту и управляя клапаном регулирует скорость потока теплоносителя. Если теплосеть не имеет необходимого перепада, то проблема устраняется установкой автоматического балансировочного клапана.
Принцип действия узла управления системой отопления очень простой:
Когда температура снаружи понижается, например до -20 °С узел управления отоплением подает больше тепла в помещения, поддерживая, тем самым, температуру внутри помещений на необходимом уровне, например +20 °С.
Когда температура снаружи повышается, например до +5 °С, узел погодного регулирования, как его еще называют, подает меньше тепла в помещения.
Тем самым, потребления тепла сокращается, а температура в помещениях остается на необходимом нам уровне, например, +20 °С и не возрастает до +28 °С, как это часто бывает во время резкого потепления.
ОСНОВНЫЕ ПЛЮСЫ УСТАНОВКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ ОТОПЛЕНИЕМ
Автоматизация системы водоснабжения позволяет поддерживать температуру горячей воды на заданном уровне.
Система автоматизации помогает поддерживать нужную температуру горячего водоснабжения (ГВС) и изменять ее в соответствии с заданным расписанием: дневной/ночной режим, рабочие/выходные дни и по индивидуальному расписанию, заданному пользователем.
Сокращается износ насосов за счет оптимизации алгоритма работы системы.
Настраиваются сигналы аварийного извещения в соответствии с показаниями датчиков температуры и давления в сетях, холостого хода, электрозащиты и т.д.
Экономия затрат на тепло
Экономия потерь тепла
снизить энергопотребление;
КОГДА ЦЕЛЕСООБРАЗНО УСТАНАВЛИВАТЬ АУУ — ПРИМЕРЫ И РАСЧЕТ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ
Давайте рассмотрим 3 примера установки узла учета и рассчитаем срок окупаемости данного мероприятия.
Все примеры из реальной жизни и базируются на энергетических обследованиях, которые мы провели.
И так, у нас три административных здания (офисы):
Здание 1 площадью 1300 м2
Здание 2 площадью 4800 м2
Здание 3 площадью 18500 м2
Все три здания находятся в Москве.
ВОТ ОСНОВНЫЕ ИТОГИ УСТАНОВКИ УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ:
| | Площадь м2 | Общий расход тепла за отопительный период до установки АУУ | Общий расход тепла за отопительный период после установки АУУ | Сокращение потребления тепла Гкал | Стоимость Гкал тыс. руб. (2018 г.) | Экономия за отопительный период тыс. руб. |
| Здание №1 | 1 300 | 340 | 266 | 74 | 2,0 | 148 |
| Здание №2 | 4 800 | 550 | 418 | 132 | 2,0 | 264 |
| Здание №3 | 18 500 | 4 400 | 3 720 | 680 | 2,0 | 1 360 |
Как видно из таблицы, установка узла управления отоплением помогла сократить потребление тепла за отопительный период на:
Здание №1 – 74 Гкал,
Здание №2 – 132 Гкал,
Здание №3 – 680 Гкал.
Столь существенная разница в сокращении потребления обусловлена, в основном:
размером зданий (площадь и этажность)
количеством часов эксплуатации,
назначением.
В следующей таблице указаны:
экономия тепла за отопительный период (из расчета стоимость 2 тыс. руб. за Гкал)
стоимость установки и монтажа узла управления отоплением и
срок окупаемости.
| | Экономия за отопительный период тыс. руб. | Стоимость АУУ (оборудование и монтаж) | Простой срок окупаемости лет |
| Здание №1 | 148 | 1 556 | 10,5 |
| Здание №2 | 264 | 1 856 | 7,0 |
| Здание №3 | 1 360 | 2 000 | 1,5 |
Автоматизированный узел управления отоплением целесообразно устанавливать в зданиях со значительным потреблением тепловой энергии и в зданиях с перетопами.
В небольших зданиях и зданиях с малым потреблением тепловой энергии автоматизированный узел управления отоплением будет окупаться очень долго или не окупиться никогда.
В небольших зданиях более целесообразно произвести ревизию элеваторных узлов или их установку, а также установить систему балансировочных клапанов на главных стояках системы отопления.
Основные элементы автоматизации
Контроллеры. С их помощью которых осуществляется управление всей системой, на этапе пуско-наладочных работ, они программируются на исполнение алгоритма, разработанного технологами. Контроллеры получают данные с датчиков ИТП, формируют управляющие сигналы для циркуляционных насосов, приводов клапанов, иных элементов. Контроллеры системы могут быть с жестко прошитым ПО – для типовых решения или свободно программируемые – для индивидуальных решений, которые более предпочтительны с точки зрения экономической эффективности – об этом ниже. Контроллеры как правило имеют различные возможности для регулирования параметров, в т.ч. и ПИД-регулирование, программное обеспечение контроллеров известных фирм, имеет встроенные функции по адаптации и оптимизации алгоритмов для различного оборудования;
Датчики температуры, давления, расхода, применяемые в ИТП как правило наиболее дорогостоящие и имеющие с высокую степень надёжности показаний и отказоустойчивости. Важно, чтобы используемые для автоматизации ИТП датчики обладали малой инерционностью, т.е. быстротой реакции на изменения параметров. Оптимальный вариант – использование датчиков с постоянной времени менее 4 с. В контурах ГВС с циркуляцией рекомендуют также передавать в систему показания датчика температуры холодной воды, который предварительно информирует контроллер о параметрах воды подмеса, и позволяет внести корректировку в алгоритм управления;
Регулирующие клапаны и их приводы это – исполнительные устройства системы автоматизации. Могут быть со ступенчатой или плавной регулировкой, двух- или трех-ходовые. В зависимости от типа устройства и от задач, управление осуществляется либо цифровыми, либо аналоговым сигналами. Важные характеристики - диапазон управления клапана, время срабатывания привода, количество часов наработки на отказ привода, который за время работы испытывает большое количество переключений. Качество выполнения самого клапана и его привода в значительной степени влияет на качество всей системы автоматизации;
Циркуляционные насосы с частотными преобразователями. Применение частотного преобразователя позволяет регулировать мощность циркуляционного насоса, в зависимости от потребностей системы. При регулировании с помощью задвижки, насос работает всегда с одним расходом, а изменение расхода теплоносителя в системе осуществляется изменением сечения трубопровода (управление скоростью автомобиля с помощью педали тормоза, при полностью выжатой педали газа). При частотном регулировании, изменение расхода теплоносителя осуществляется изменением скорости вращения лопастей в циркуляционном насосе.
В частном доме
АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ В современном мире горячее водоснабжение (ГВС) является неотъемлемой частью удобства и комфорта в доме, коттедже или офисном здании. К сожалению, централизованная подача горячей воды обычно отсутствует в сельской местности, отдалённых коттеджных поселках, личных домах, офисных зданий и промышленных объектов, удалённых от центральных коммуникаций. В этом случае решение задачи по автоматизации горячего водоснабжения обычно связано с применением
накопительного бойлера косвенного нагрева, либо нескольких бойлеров. Ёмкость такого бойлера варьируется обычно от 100 литров и может доходить до 1000 литров и даже более. Теплоноситель (умягчённая вода системы отопления, либо, что реже - антифриз) с более высокой температурой, циркулирует через теплообменник (обычно змеевик) внутри этого бойлера и передает тепловую энергию воде, находящейся под давлением внутри бойлера. После нагревания вода внутри бойлера с необходимой температурой (как правило от +40 до +60 градусов Цельсия) подаётся к потребителю. Практика показала, что применение двухконтурных котлов, несмотря на компактность, имеет тот существенный недостаток, что при возможном выходе из строя узла контура ГВС, котёл становится неработоспособным - это нарушает нормальную работу системы отопления и является полностью недопустимым в зимний период времени. Поэтому одноконтурный котел системы отопления, работающий в связке с бойлером косвенного нагрева, является более надежной комбинацией.
Автоматизация работы системы горячего водоснабжения с помощью дифференциального регулятора температуры ТРЦ-02 (полностью российская разработка и изготовление) позволяет обеспечивать необходимую и достаточную потребность в горячей воде с заданной температурой, при этом отпадает необходимость как в ручном регулировании системы ГВС, так и ручной дезинфекцией бойлера. Готовый комплект автоматики для системы горячего водоснабжения показан на Фото 1. Предлагаемое устройство обладает высокой надежностью, необходимой функциональностью и доступной ценой.
АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Основная задача автоматического регулирования систем горячего водоснабжения — поддержание заданной температуры воды в местах ее разбора. Это можно осуществить с помощью индивидуальных регуляторов температуры в каждом месте разбора горячей воды. Однако такое решение существенно усложняет эксплуатацию систем горячего водоснабжения и является малоэффективным. Поэтому индивидуальные регуляторы в местах разбора горячей воды устанавливаются лишь в особых случаях.
Наряду с непосредственным водоразбором системы горячего водоснабжения промышленных и гражданских зданий присоединяются к тепловым сетям также через водяные или пароводяные подогреватели.
При схеме с непосредственным водоразбором вода в систему подается из прямой и обратной линий тепловой сети в соотношениях, обеспечивающих температуру смеси 60 °С. Регулирование постоянной