Автоматизация теплового пункта

Автоматизация теплового пункта

Тепловой пункт (ТП) - это установка, которая предназначена для подготовки теплоносителя, который будет использоваться потребителем. Потребителем в общем случае является система отопления (СО) и горячего водоснабжения (ГВС).

Каким же же образом происходит подготовка теплоносителя? Для объяснения этого проведем аналогию ТП и трансформатора. По сути, трансформатор - это 2 обмотки с разным количеством витков, которые объединены сердечником, и энергия из первичной обмотки передается на вторичную. Так же и тепловой пункт, является первичный контур, в котором циркулирует основной теплоноситель, который предоставляется поставщиком тепловой энергии. Первичный контур соединен со вторичным, в котором циркулирует теплоноситель потребителей. А в соединении контуров как раз и передается энергия от первичного теплоносителя вторичном.

Есть 2 способа соединения контуров управления:

  • независимый;
  • зависимый.

При независимом способе присоединения контуры соединены между собой с помощью теплообменника.

Автоматизація теплового пункту

При зависимом способе - контуры соединены между собой напрямую.

Количество энергии, которую нужно передать вторичному контуру, меняется за счет изменения расхода первичного теплоносителя. И этим процессом руководит система автоматического управления (САУ).

Автоматизація теплового пункту

Основной задачей САУ является поддержание заданной температуры вторичного теплоносителя. Как было сказано выше, это достигается за счет изменения расхода первичного теплоносителя. Контроллер получает сигнал с датчика температуры вторичного теплоносителя и формирует сигнал управления на привод клапана, через который проходит первичный теплоноситель. Для формирования сигнала управления контроллер использует ПИД-закон. Изменяя положение клапана, контроллер изменяет расход первичного теплоносителя так, чтобы поддерживать температуру вторичного теплоносителя на заданном значении. Как же формируется заданное значение температуры?

Можно выделить 3 основных способа формирования заданной температуры:

  • постоянная - температура вторичного не изменяется;
  • погодозависимое управления - на заданную температуру влияет температура снаружи;
  • календарное управления - заданная температура меняется согласно графику.

Опишем кратко каждый из способов формирования заданной температуры.

Постоянная температура - в этом случае САУ ни на что не обращает внимание и все время поддерживает температуру теплоносителя на заданном значении. Этот способ используется для систем ГВС, где нужно всегда иметь постоянную температуру воды. Но этот способ очень неэкономичный, поэтому для СО он практически не используется.

Более энергоэффективным является погодозависимое формирования заданной температуры. В этом случае используется заранее заданная зависимость между температурой на улице и заданной температурой теплоносителя в СО. Действительно, зачем нам горячая вода в трубах, если на улице не так уж и холодно? Причем зависимость между температурами практически линейной.

Автоматизація теплового пункту

Календарное управления, как и погодозависимое, является способом сбережения энергоресурсов. В этом случае пользователь системы задает какую температуру и когда нужно поддерживать. То есть создает расписание работы САУ. Этот способ, в отличие от предыдущего, используется для отопления нежилых помещений. В основном он используется для того, чтобы ночью, когда помещение не эксплуатируется, поддерживать заниженную температуру, а днем, когда помещение заполняется людьми, необходимую для комфорта людей температуру. Также в расписании можно указать выходные или праздничные дни, в течение которых нет необходимости использовать СО на полную мощность.

На протяжении всей статьи говорилось о том, что САУ поддерживает заданную температуру вторичного теплоносителя. Это всегда так для систем ГВС, потому что здесь точно нужно иметь воду с заданной температурой. А вот для СО нужно учитывать тот момент, что они используются для нагрева воздуха в помещениях. Если в здании, в котором установлено ТП, отапливать нужно много помещений, то да - нужно иметь в СО теплоноситель заданной температуры. Но если отапливаемое помещение только одно, то следует поддерживать температуру именно в нем. Для этого следует незначительно модифицировать алгоритм работы САУ.

Поддержание температуры теплоносителя - не единственная задача САУ ТП. Еще одной задачей является поддержание циркуляции, то есть движения, теплоносителя в контуре. В первичном контуре этим занимается поставщик теплоносителя. А вот во вторичном, этим должна заниматься САУ.

Для решения этой задачи используются циркуляционные насосы. Алгоритм работы контроллера разработан таким образом, чтобы формировать сигналы управления работой насосов. Сигналы управления могут быть как дискретными, так и аналоговыми. Дискретный сигнал управления означает, что контроллер включает насос на полную мощность и циркуляция постоянно одинакова. Но более эффективным, хотя и сложнее, аналогового управления насосами. В этом случае насосы работают с такой мощностью, которой достаточно для формирования заданного перепада давления в контуре. А для этого нужно использовать дополнительное устройство, которое называется частотный преобразователь.

В этой статье было кратко описаны общие положения по автоматизации работы теплового пункта. Для получения более подробной информации о работе узлов теплового пункта следите за выходом новых статей на сайте.