Автор: Андрій Ущаповський
Автоматизація термічного пункту. Тепловий пункт (ТП) - це установка, яка призначена для підготовки теплоносія, який використовуватиме споживач. Споживачем у випадку є система опалення (СО) і гарячого водопостачання (ГВС).
Яким чином відбувається підготовка теплоносія? Для пояснення цього проведемо аналогію ТП та трансформатора. По суті, трансформатор - це 2 обмотки з різною кількістю витків, об'єднаних сердечником, і енергія з первинної обмотки передається на вторинну. Так само і тепловий пункт є первинний контур, в якому циркулює основний теплоносій, який надається постачальником теплової енергії. Первинний контур з'єднаний із вторинним, у якому циркулює теплоносій споживачів. А в з'єднанні контурів якраз і передається енергія від первинного вторинного теплоносія.
Є 2 способи з'єднання контурів управління:
- незалежний;
- залежний.
При незалежному способі приєднання контури з'єднані за допомогою теплообмінника.
При залежному способі контури з'єднані між собою безпосередньо.
Кількість енергії, яку потрібно передати вторинному контуру змінюється за рахунок зміни витрати первинного теплоносія. І цим процесом керує система автоматичного керування (САУ). Основним завданням САУ є підтримання заданої температури вторинного теплоносія. Як було зазначено вище, це досягається за рахунок зміни витрати первинного теплоносія. Контролер отримує сигнал з датчика температури вторинного теплоносія та формує сигнал управління на привід клапана, через який проходить первинний теплоносій. Для формування сигналу керування контролер використовує ПІД-закон. Змінюючи положення клапана, контролер змінює витрату первинного теплоносія так, щоб підтримувати температуру вторинного теплоносія на заданому значенні. Як формується задане значення температури?
Можна виділити 3 основних способи формування заданої температури:
- постійна – температура вторинного не змінюється;
- погодозалежне управління – на задану температуру впливає температура зовні;
- календарне управління – задана температура змінюється згідно з графіком.
Опишемо коротко кожен із способів формування заданої температури.
Постійна температура - у цьому випадку САУ ні на що не звертає уваги і постійно підтримує температуру теплоносія на заданому значенні. Цей спосіб використовується для систем ГВП, де потрібно мати постійну температуру води. Але цей спосіб дуже неекономічний, тому для ЗІ він практично не використовується.
Більш енергоефективним є погодозалежне формування заданої температури. У цьому випадку використовується заздалегідь задана залежність між температурою на вулиці та заданою температурою теплоносія у СО. Справді, навіщо нам гаряча вода в трубах, якщо на вулиці не так уже й холодно? Причому залежність між температурами є практично лінійною.
Календарне управління, як і погодозалежне, є способом збереження енергоресурсів. У цьому випадку користувач системи задає якусь температуру і коли потрібно підтримувати. Тобто, створює розклад роботи САУ. Цей спосіб на відміну від попереднього використовується для опалення нежитлових приміщень. В основному він використовується для того, щоб уночі, коли приміщення не експлуатується, підтримувати занижену температуру, а вдень, коли приміщення заповнюється людьми, необхідну для комфорту людей температуру. Також у розкладі можна вказати вихідні чи святкові дні, протягом яких немає необхідності використовувати СО на повну потужність.
Протягом усієї статті йшлося про те, що САУ підтримує задану температуру вторинного теплоносія. Це завжди так для систем ГВП, тому що тут точно потрібно мати воду із заданою температурою. А ось для ЗІ потрібно враховувати той момент, що вони використовуються для нагрівання повітря в приміщеннях. Якщо в будівлі, в якій встановлено ТП, потрібно опалювати багато приміщень, то так — потрібно мати в ЗІ теплоносій заданої температури. Але якщо опалювальне приміщення лише одне, слід підтримувати температуру саме у ньому. Для цього слід трохи модифікувати алгоритм роботи САУ.
Підтримка температури теплоносія — не єдине завдання САУ ТП. Ще одним завданням є підтримка циркуляції, тобто руху теплоносія в контурі. У первинному контурі цим займається постачальник теплоносія. А от у вторинному цим має займатися САУ.
Для вирішення цієї задачі використовуються циркуляційні насоси. Алгоритм роботи контролера розроблено таким чином, щоб формувати сигнали керування роботою насосів. Сигнали управління можуть бути дискретними, так і аналоговими. Дискретний сигнал управління означає, що контролер включає насос на повну потужність та циркуляція постійно однакова. Але більш ефективним, хоч і складніше, аналогового управління насосами. У цьому випадку насоси працюють з такою потужністю, якої достатньо формування заданого перепаду тиску в контурі. А для цього потрібно використовувати додатковий пристрій, який називається частотний перетворювач.
У цій статті було коротко описано загальні положення щодо автоматизації роботи теплового пункту. Щоб отримати докладнішу інформацію про роботу вузлів теплового пункту, стежте за виходом нових статей на сайті.
