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.

428005, Чебоксары, ул. Гражданская 85 "б"
(8352) 341-861, (8352) 341-862
Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ультразвуковые расходомеры
Ультразвуковые теплосчетчики
Погодные регуляторы
Тепловые пункты
Устройства защитного отключения