Проект 5 (Разработали ст. гр. ТВ-01: Дубицкий Андрей; Степанец Павел)
Задание: Разработать проект автоматизации заданной системы отопления и горячего водоснабжения: двухтрубая система отопления; закрытая система горячего водоснабжения; теплоснабжение на основе котла (бойлера)
Рис. 5. Принципиальная схема автоматизации систем отопления и горячего водоснабжения.
Схема автоматизации с регулятором ECL-Comfort 300 картой С25. Управление горелочным устройством котла и насосами в системе отопления и ГВС емкостным водоподогревателем. Тип регулирования ВКЛ./ВЫКЛ.
- Тепловая мощность системы отопления – 0, 025 Гкал/час.
- Тепловая мощность отопительного прибора – 1500 Вт.
- Расход теплоносителя на нагревательный прибор – 52 кг/ч.
- Количество отопительных приборов в здании – 20 шт.
- Тепловая мощность системы горячего водоснабжения – 0,025 Гкал/час
- аварийная информация
- тренды реального времени
- значения критических уставок
1 Исходные данные для проектирования
1.1.Характеристика систем отопления и
горячего водоснабжения
Система отопления: двухтрубная; с нижней разводкой; тупиковая.
Система ГВС: закрытая.
1.2. Обоснование автоматизации систем отопления и
горячего водоснабжения
Автоматизация системы отопления и горячего водоснабжения разработана в соответствии с требованиями [3, 4, 5].
Параметры теплоносителя и воздуха контролируются в следующих точках систем [3, п. 9.7]:
а) внутреннего теплоснабжения - температуру (поз.6) и давление (поз.5) теплоносителя в общих подающем и обратном трубопроводах;
б) отопления с местными отопительными приборами - температуру воздуха в контрольных помещениях, tв (поз. 4).
Показывающие манометры и термометры согласно [5, п.8.11] предусмотрены на входе и выходе трубопроводов греющей и нагреваемой воды для водоподогревателя системы горячего водоснабжения.
Показывающие манометры согласно [5, п.8.12] предусмотрены перед всасывающими и после нагнетательных патрубков насосов.
Приборы дистанционного контроля согласно [3, п.9.8.] предусмотрены для измерения основных параметров: температуры теплоносителя (поз.7) в общих подающем и обратном трубопроводах и температуры воздуха в контрольных помещениях, tв (поз. 9).
Сигнализация о работе оборудования, [3, п.9.9], предусмотрена для насосов ( рабочая и аварийная).
Система теплоснабжения здания запроектирована с автоматическим регулированием
теплового потока на систему отопления, согласно требованиям [3, п.3.12*] т.к. расчетный расход теплоты здания более 50 кВт. Система автоматики поддерживает заданную температуры воды, поступающей в систему горячего водоснабжения [5, п.8.2].
Уровень экономии тепловой энергии в системе отопления определён по данным [14]. При централизованном регулировании температуры теплоносителя на источнике с учётом погодных условий уровень экономии энергии составляет 26%, установка термостатических вентилей на нагревательных приборах – 10 % [14].
1.3.Описание условий эксплуатации приборов и средств автоматики
Приборы и средства автоматики размещены во взрывобезопасных помещениях, температура и влажность в них соответствуют нормируемым значениям (tв = 5-25оС, ?в до 75%). Применяемые системы автоматики электрические.
Регулятор температуры установлен на щите в тепловом пункте, дистанционный контроль и сигнализация выведены в диспетчерскую. Контролирующая ЭВМ установлена в кабинете главного инженера.
3. Описание функциональной схемы автоматизации
Описание функциональной схемы содержит описание локальных контуров регулирования подсистем автоматизации со ссылкой на позиции приборов и средств автоматики в спецификации.
Радиаторный терморегулятор типа RTD (поз.1) .
Радиаторный терморегулятор предназначен для автоматического индивидуального регулирования теплоотдачи отопительного прибора системы водяного отопления с целью поддержания оптимальных температурных условий в отапливаемом помещении и экономии тепловой энергии.
Радиаторный терморегулятор типа RTD состоит из двух частей:
- термостатический элемент серии RTD (поз. 1.1);
- регулирующий клапан RTD-N (поз. 1.2).
Основным устройством термостатического элемента является сильфон, который обеспечивает пропорциональное регулирование. Датчик термоэлемента воспринимает изменение температуры окружающего воздуха. Сильфон и датчик заполнены легко испаряющейся жидкостью и её парами. Выверенное давление в сильфоне соответствует температуре его зарядки. Это давление сбалансировано силой сжатия настроечной пружины. При повышении температуры воздуха вокруг датчика часть жидкости испаряется и давление паров в сильфоне увеличивается. При этом сильфон растягивается, перемещая конус клапана в сторону закрытия отверстия для протока теплоносителя в радиатор до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между силой пружины и давлением паров. При понижении температуры воздуха пары конденсируются, давление в сильфоне уменьшается, что приводит к его сокращению и перемещению конуса клапана в сторону открытия до положения, при котором вновь установится равновесие системы.
Устройство радиаторного терморегулятора показано на рис. 5.2.
Рис. 5.2. Устройство радиаторного терморегулятора
1- ограничительные кольца; 2- температурный датчик; 3- сильфон, 4- шкала настройки; 5 - настроечная пружина; 6- дистанционный датчик
Регулятор температуры ECL-Comfort 300 картой С25 (поз.2).
Электронный регулятор ECL-Comfort 300 картой С25 предназначен для управления горелочным устройством котла и насосами в системе отопления и ГВС с ёмкостным водоподогревателем.
В комплект регулятора входят датчики температуры: теплоносителя на общем трубопроводе (поз. 2.1), теплоносителя на систему ГВС (поз. 2.2), температуры наружного (поз. 2.3) и внутреннего (поз. 2.4) воздуха. Датчики являются первичными приборами автоматики, которые преобразуют информацию о текущем значении температур в сигнал, передаваемый на расстоянии на вторичный прибор – регулятор ECL-Comfort 300 (поз.2.5.).
Контуры регулирования:
1-й. В зависимости от температуры наружного воздуха (поз.2.3.) поддерживается график качественного регулирования на выходе из котла в общем трубопроводе (поз.2.1.) путем изменения расхода топлива на горелке котла.
2-й.
Система ГВС. Регулятор температуры ECL-Comfort 300 с картой С25 поддерживает заданную температуру воды, поступающей в систему горячего водоснабжения. Сигнал от датчика температуры воды на ГВС (поз.2.2.) передается на регулятор температуры ECL Comfort 300 (поз.2.5), где сравнивается с требуемым значением. В случае отклонения текущего значения температуры на ГВС от заданного, сигнал от вторичного прибора (регулятора) подаётся на оконечное устройства (приводы циркуляционных насосов), которые изменяют расход греющего теплоносителя на теплообменнике в системе ГВС.
3-й. Система отопления. Регулятор температуры ECL-Comfort 300 с картой С25 поддерживает заданную температуру воздуха в контрольном помещении (поз.2.4.) путем изменения расхода теплоносителя циркуляционными насосами системы отопления.
Система диспетчеризации и связи
Электронный регулятор ECL-Comfort 300 используется как контроллер в системе дистанционного компьютерного управления [35] в структурной схеме контроллера Comfort Com.
Основные функции системы диспетчеризации и связи следующие:
•Отображение мнемосхемы системы и её основных параметров (tн ; tв; tг ; tгвс)
• Мнемосхемы работы и дистанционного управления механизмами – котлом, циркуляционным насосом системы отопления, циркуляционным насосом системы горячего водоснабжения.
• Графики (тренды) изменения параметров (tн ; tв; tг ; tгвс)
•Предоставление специализированной информации и формирование отчетов главному инженеру:
Параметры программирования (возможные уставки):
уставка т-ры подачи I tгmin ; уставка т-ры подачи II tгmax ;
наклон графика I; смещение графика I (tнmin tнmax );
комн. т-ра задание день I; комн.т-ра задание ночь II; т-ра ГВС
Приборы и средства автоматики
3.11. Спецификация на приборы и средства автоматики
