Verwaltung der Heizungsanlage. Heizsysteme

Der Artikel widmet sich der Verwendung des SCADA-Systems Trace Mode für die betriebliche Fernsteuerung von Fernwärmeanlagen in der Stadt. Die Anlage, in der das beschriebene Projekt durchgeführt wurde, befindet sich im Süden der Region Archangelsk (Stadt Velsk). Das Projekt sieht die operative Überwachung und das Management des Prozesses der Aufbereitung und Verteilung von Wärme zum Heizen und der Warmwasserversorgung der lebenswichtigen Einrichtungen der Stadt vor.

CJSC SpetsTeploStroy, Jaroslawl

Darlegung des Problems und der notwendigen Funktionen des Systems

Das Ziel, dem sich unser Unternehmen gegenübersah, war der Bau eines Hauptnetzes zur Beheizung eines großen Teils der Stadt unter Verwendung fortschrittlicher Bauweisen, bei denen vorisolierte Rohre zum Bau des Netzes verwendet wurden. Dafür wurden fünfzehn Kilometer Fernwärmenetze und sieben Heizzentralen (BHKW) gebaut. Zweck der Zentralheizungsstation – unter Verwendung von überhitztem Wasser aus dem GT-BHKW (nach Plan 130/70 °С) bereitet sie den Wärmeträger für vierteljährliche Wärmenetze (nach Plan 95/70 °С) und vor erwärmt das Wasser auf 60 °С für den Bedarf der Warmwasserversorgung (Warmwasserversorgung). Der TsTP arbeitet nach einem unabhängigen, geschlossenen Schema.

Bei der Aufgabenstellung wurden viele Anforderungen berücksichtigt, die das energiesparende Betriebsprinzip des BHKW sicherstellen. Hier sind einige der wichtigsten:

Zur witterungsabhängigen Steuerung der Heizungsanlage;

Halten Sie die Warmwasserparameter auf einem bestimmten Niveau (Temperatur t, Druck P, Durchfluss G);

Halten Sie die Parameter des Kühlmittels zum Heizen auf einem bestimmten Niveau (Temperatur t, Druck P, Durchfluss G);

Kommerzielle Messung von thermischer Energie und Wärmeträger entsprechend dem Strom organisieren normative Dokumente(ND);

Bereitstellung von ATS-Pumpen (automatischer Reservetransfer) (Netz- und Warmwasserversorgung) mit Motorressourcenausgleich;

Führen Sie die Korrektur der Hauptparameter gemäß dem Kalender und der Echtzeituhr durch;

Führen Sie eine regelmäßige Datenübertragung an die Leitwarte durch;

Diagnose von Messgeräten und Betriebsmitteln durchführen;

Mangel an diensthabendem Personal in der Heizzentrale;

Überwachen Sie das Wartungspersonal und melden Sie es umgehend über das Auftreten von Notfallsituationen.

Als Ergebnis dieser Anforderungen wurden die Funktionen des zu erstellenden Betriebsfernsteuersystems festgelegt. Die Haupt- und Hilfsmittel der Automatisierung und Datenübertragung wurden ausgewählt. Um die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems zu gewährleisten, wurde ein SCADA-System ausgewählt.

Notwendige und ausreichende Funktionen des Systems:

1_Informationsfunktionen:

Messung und Kontrolle technologischer Parameter;

Signalisierung und Registrierung von Parameterabweichungen von den festgelegten Grenzwerten;

Bildung und Ausgabe von Betriebsdaten an Personal;

Archivierung und Anzeige der Historie von Parametern.

2_Steuerfunktionen:

Automatische Regelung wichtiger Prozessparameter;

Fernsteuerung von Peripheriegeräten (Pumpen);

Technologischer Schutz und Blockierung.

3_Servicefunktionen:

Selbstdiagnose des Software- und Hardwarekomplexes in Echtzeit;

Datenübertragung an die Leitstelle nach Fahrplan, auf Anforderung und im Notfall;

Prüfung der Funktionsfähigkeit und korrekten Funktion von Rechengeräten und Ein-/Ausgabekanälen.

Was die Wahl der Automatisierungstools beeinflusst hat

und Software?

Die Wahl der grundlegenden Automatisierungstools basierte hauptsächlich auf drei Faktoren - dem Preis, der Zuverlässigkeit und der Vielseitigkeit der Einstellungen und Programmierung. Ja für unabhängige Arbeit Für die Zentralheizung und Datenübertragung wurden frei programmierbare Steuerungen der PCD2-PCD3-Serie von Saia-Burgess gewählt. Für die Erstellung der Leitwarte wurde das heimische SCADA-System Trace Mode 6 gewählt. zellulare Kommunikation: Verwenden Sie einen normalen Sprachkanal für die Datenübertragung und SMS-Nachrichten zur sofortigen Benachrichtigung des Personals über das Auftreten von Notfallsituationen.

Was ist das Funktionsprinzip des Systems

und Merkmale der Implementierung der Steuerung im Trace-Modus?

Wie in vielen ähnlichen Systemen werden Managementfunktionen zum direkten Einfluss auf Regulierungsmechanismen auf die untere Ebene übertragen, und der oberen wird bereits die Verwaltung des gesamten Systems als Ganzes übertragen. Ich lasse bewusst die Beschreibung der Arbeit der unteren Ebene (Controller) und des Prozesses der Datenübermittlung weg und gehe direkt zur Beschreibung der oberen Ebene über.

Für eine einfache Bedienung ist der Kontrollraum mit einem Personal Computer (PC) mit zwei Monitoren ausgestattet. Daten von allen Punkten werden auf dem Dispatch-Controller gesammelt und über die RS-232-Schnittstelle an den OPC-Server übertragen, der auf einem PC läuft. Das Projekt ist im Trace Mode Version 6 implementiert und für 2048 Kanäle ausgelegt. Dies ist die erste Stufe der Implementierung des beschriebenen Systems.

Ein Merkmal der Implementierung der Aufgabe im Trace-Modus ist der Versuch, eine Mehrfensterschnittstelle zu erstellen, mit der der Prozess der Wärmeversorgung im Online-Modus sowohl auf dem Stadtdiagramm als auch auf den mnemonischen Diagrammen der Wärmepunkte überwacht werden kann . Die Verwendung einer Mehrfensterschnittstelle ermöglicht die Lösung der Probleme der Anzeige einer großen Informationsmenge auf der Anzeige des Dispatchers, die ausreichend und gleichzeitig nicht redundant sein sollte. Das Prinzip einer Multi-Window-Oberfläche erlaubt den Zugriff auf beliebige Prozessparameter entsprechend der hierarchischen Struktur von Fenstern. Es vereinfacht auch die Implementierung des Systems in der Einrichtung, da eine solche Schnittstelle Aussehen den weit verbreiteten Produkten der Microsoft-Familie sehr ähnlich und hat eine ähnliche Menüausstattung und Symbolleisten, die jedem Benutzer eines Personal Computers vertraut sind.

Auf Abb. 1 zeigt den Hauptbildschirm des Systems. Es zeigt schematisch das Hauptwärmenetz mit Angabe der Wärmequelle (BHKW) und zentralen Heizpunkten (vom ersten bis zum siebten). Der Bildschirm zeigt Informationen über das Auftreten von Notfallsituationen in den Einrichtungen, die aktuelle Außenlufttemperatur, das Datum und die Uhrzeit der letzten Datenübertragung von jedem Punkt an. Wärmeversorgungsobjekte sind mit Popup-Hinweisen versehen. Wenn eine anormale Situation eintritt, beginnt das Objekt im Diagramm zu „blinken“, und im Alarmbericht erscheinen neben dem Datum und der Uhrzeit der Datenübertragung eine Ereignisaufzeichnung und eine rot blinkende Anzeige. Es ist möglich, die erweiterten thermischen Parameter für das BHKW und für das gesamte Wärmenetz als Ganzes anzuzeigen. Deaktivieren Sie dazu die Anzeige der Liste der Meldungen von Alarmen und Warnungen (Schaltfläche „OTiP“).

Reis. ein. Hauptbildschirm des Systems. Schema des Standorts von Wärmeversorgungsanlagen in der Stadt Velsk

Es gibt zwei Möglichkeiten, zum mnemonischen Diagramm eines Wärmepunkts zu wechseln - Sie müssen auf das Symbol auf dem Stadtplan oder auf die Schaltfläche mit dem Namen des Wärmepunkts klicken.

Auf dem zweiten Bildschirm öffnet sich das Merkbild der Unterstation. Dies erfolgt sowohl zur bequemen Überwachung einer bestimmten Situation an der Zentralheizungsstation als auch zur Überwachung des allgemeinen Zustands des Systems. Auf diesen Bildschirmen werden alle kontrollierten und einstellbaren Parameter in Echtzeit visualisiert, einschließlich Parameter, die von Wärmezählern abgelesen werden. Alle technologischen Geräte und Messgeräte sind mit Pop-up-Hinweisen gemäß der technischen Dokumentation versehen.

Die Abbildung von Geräten und Automatisierungsmitteln auf dem mnemonischen Diagramm ist so nah wie möglich an der realen Ansicht.

Auf der nächsten Ebene der Multi-Window-Oberfläche können Sie den Wärmeübertragungsprozess direkt steuern, Einstellungen ändern, die Eigenschaften der Betriebsausrüstung anzeigen und die Parameter in Echtzeit mit einem Änderungsverlauf überwachen.

Auf Abb. 2 zeigt eine Bildschirmschnittstelle zum Anzeigen und Verwalten der wichtigsten Automatisierungstools (Steuergerät und Wärmezähler). Auf dem Controller-Verwaltungsbildschirm ist es möglich, Telefonnummern für das Senden von SMS-Nachrichten zu ändern, die Übertragung von Notrufen zu verbieten oder zuzulassen und Informationsmeldungen, Häufigkeit und Menge der Datenübertragung verwalten, Parameter für die Selbstdiagnose von Messgeräten einstellen. Auf dem Bildschirm des Wärmezählers können Sie alle Einstellungen anzeigen, die verfügbaren Einstellungen ändern und den Modus des Datenaustauschs mit dem Regler steuern.

Reis. 2. Steuerbildschirme für den Wärmerechner Vzlet TSRV und die PCD253-Steuerung

Auf Abb. 3 zeigt Pop-up-Panels für Steuerausrüstung (Steuerventil- und Pumpengruppen). Hier angezeigt Aktuellen Zustand dieses Gerätes, Informationen über Fehler und einige Parameter, die für die Selbstdiagnose und Überprüfung erforderlich sind. Für Pumpen sind daher Trockenlaufdruck, MTBF und Anlaufverzögerung sehr wichtige Parameter.

Reis. 3. Bedienfeld für Pumpengruppen und Steuerventil

Auf Abb. 4 zeigt Bildschirme zum Überwachen von Parametern und Regelkreisen in grafischer Form mit der Möglichkeit, den Änderungsverlauf einzusehen. Alle gesteuerten Parameter der Wärmeübergabestation werden auf dem Parameterbildschirm angezeigt. Sie sind nach ihrer physikalischen Bedeutung (Temperatur, Druck, Strömung, Wärmemenge, Heizleistung, Beleuchtung) gruppiert. Alle Regelkreise der Parameter werden auf dem Bildschirm der Regelkreise angezeigt und der aktuelle Wert des Parameters wird unter Berücksichtigung der Totzone, der Position des Ventils und des ausgewählten Regelgesetzes angezeigt. Alle diese Daten auf den Bildschirmen sind in Seiten unterteilt, ähnlich dem allgemein akzeptierten Design in Windows-Anwendungen.

Reis. 4. Bildschirme zur grafischen Darstellung von Parametern und Regelkreisen

Alle Bildschirme können über den Raum von zwei Monitoren bewegt werden, während mehrere Aufgaben gleichzeitig ausgeführt werden. Alle notwendigen Parameter für einen störungsfreien Betrieb des Wärmeverteilsystems stehen in Echtzeit zur Verfügung.

Wie lange ist das System in der Entwicklung?Wie viele Entwickler gab es?

Der grundlegende Teil des Dispositions- und Kontrollsystems im Trace-Modus wurde innerhalb eines Monats vom Autor dieses Artikels entwickelt und in der Stadt Velsk eingeführt. Auf Abb. ein Foto aus der provisorischen Leitwarte, wo das System installiert ist und im Probebetrieb ist, wird präsentiert. BEIM dieser Moment Unsere Organisation nimmt einen weiteren Heizpunkt und eine Notwärmequelle in Betrieb. In diesen Einrichtungen wird ein spezieller Kontrollraum entworfen. Nach der Inbetriebnahme werden alle acht Wärmestellen in das System eingebunden.

Reis. 5. Vorübergehend Arbeitsplatz Dispatcher

Während des Betriebs des automatisierten Prozessleitsystems ergeben sich verschiedene Anmerkungen und Wünsche seitens des Dispositionsdienstes. Daher ist der Prozess der Aktualisierung des Systems ständig im Gange, um die Betriebseigenschaften und den Komfort des Disponenten zu verbessern.

Was bewirkt die Einführung eines solchen Managementsystems?

Vorteile und Nachteile

Der Autor geht in diesem Artikel nicht von einer Bewertung aus wirtschaftliche Wirkung von der Einführung eines Managementsystems in Zahlen. Die Einsparungen sind jedoch offensichtlich aufgrund der Verringerung des Personals, das mit der Wartung des Systems verbunden ist, einer erheblichen Verringerung der Anzahl von Unfällen. Außerdem sind die Umweltauswirkungen offensichtlich. Es sollte auch beachtet werden, dass die Einführung eines solchen Systems es Ihnen ermöglicht, schnell zu reagieren und Situationen zu beseitigen, die zu unvorhergesehenen Folgen führen können. Die Amortisationszeit für den gesamten Werkkomplex (Bau einer Heizleitung und Heizstellen, Montage und Inbetriebnahme, Automatisierung und Disposition) für den Kunden beträgt 5-6 Jahre.

Die Vorteile eines funktionierenden Steuerungssystems können angegeben werden:

Visuelle Darstellung von Informationen auf dem grafischen Bild des Objekts;

Die Animationselemente wurden dem Projekt auf besondere Weise hinzugefügt, um den visuellen Effekt beim Betrachten des Programms zu verbessern.

Perspektiven für die Entwicklung des Systems

Reis. 6. Zweidrahtleitung mit zwei unterschiedlich weit voneinander entfernten Koronadrähten

16m; 3 - bp = 8 m; 4 - b,

REFERENZLISTE

1. Efimov B.V. Sturmwellen in Luftleitungen. Apatity: Verlag des KSC RAS, 2000. 134 p.

2. Kostenko M.V., Kadomskaya K.P., Levinshgein M.L., Efremov I.A. Überspannung und Schutz davor in

Hochspannungsfreileitungen und Kabelstromleitungen. L.: Nauka, 1988. 301 S.

BIN. Prochorenkow

METHODEN FÜR DEN BAU EINES AUTOMATISIERTEN SYSTEMS DER VERTEILTEN WÄRMEVERSORGUNG STEUERUNG DER STADT

Die Frage der Einführung ressourcenschonender Technologien in modernen Russland große Beachtung geschenkt. Diese Probleme sind in den Regionen des hohen Nordens besonders akut. Heizöl wird als Brennstoff für städtische Kesselhäuser verwendet, der geliefert wird mit dem Zug aus den zentralen Regionen Russlands, was die Kosten der erzeugten Wärmeenergie erheblich erhöht. Dauer

Die Heizperiode unter den Bedingungen der Arktis ist im Vergleich dazu 2-2,5 Monate länger zentrale Regionen Land, das mit den klimatischen Bedingungen des Hohen Nordens assoziiert wird. Gleichzeitig müssen Wärme- und Energieunternehmen die notwendige Wärmemenge in Form von Dampf und heißem Wasser unter bestimmten Parametern (Druck, Temperatur) erzeugen, um die lebenswichtige Aktivität aller städtischen Infrastrukturen sicherzustellen.

Die Reduzierung der Kosten für die Erzeugung von Wärme, die den Verbrauchern zugeführt wird, ist nur durch eine sparsame Verbrennung von Brennstoffen möglich, rationelle Nutzung Strom für den Eigenbedarf der Unternehmen, Minimierung der Wärmeverluste in den Bereichen Verkehr (Wärmenetze der Stadt) und Verbrauch (Gebäude, Unternehmen der Stadt) sowie Reduzierung der Zahl des Servicepersonals an den Produktionsstandorten.

Die Lösung all dieser Probleme ist nur durch die Einführung neuer Technologien, Geräte und technischer Kontrollen möglich, die eine Gewährleistung ermöglichen wirtschaftliche Effizienz Arbeit von Wärmekraftwerken sowie zur Verbesserung der Qualität der Verwaltung und des Betriebs von Wärmekraftwerken.

Formulierung des Problems

Eine der wichtigen Aufgaben im Bereich der Stadtwärme ist die Schaffung von Wärmeversorgungssystemen mit Parallelbetrieb mehrerer Wärmequellen. Moderne Systeme Fernwärmesysteme von Städten haben sich als sehr komplexe, räumlich verteilte Systeme mit geschlossenem Kreislauf entwickelt. Verbraucher haben in der Regel keine Eigenschaft der Selbstregulierung, die Verteilung des Kühlmittels erfolgt durch vorläufigen Einbau von speziell ausgelegten (für einen der Modi) konstanten hydraulischen Widerständen [1]. In dieser Hinsicht führt die zufällige Natur der Auswahl thermischer Energie durch Verbraucher von Dampf und Heißwasser zu dynamisch komplexen transienten Prozessen in allen Elementen eines thermischen Energiesystems (TPP).

Ohne die Entwicklung eines automatisierten Systems zur Versandsteuerung und Verwaltung von Zentralheizungspunkten und Pumpstationen (ASDK und U TsTP und NS) ist die Betriebskontrolle des Zustands entfernter Einrichtungen und die Kontrolle von Geräten an kontrollierten Punkten (CP) nicht möglich Stadt. Daher einer von eigentliche Probleme ist das Management von Wärmeenergieströmen unter Berücksichtigung der hydraulischen Eigenschaften sowohl der Wärmenetze selbst als auch der Energieverbraucher. Es erfordert die Lösung von Problemen im Zusammenhang mit der Schaffung von Wärmeversorgungssystemen, wo parallel

insgesamt gibt es mehrere Wärmequellen (thermische Stationen - TS)). Heizungsnetz Stadt und auf die Gesamtheizlastkurve. Solche Systeme ermöglichen es, beim Heizen Brennstoff zu sparen, den Auslastungsgrad der Hauptausrüstung zu erhöhen und Kesseleinheiten in Modi mit optimalen Wirkungsgradwerten zu betreiben.

Lösung von Optimalsteuerungsproblemen technologische Prozesse Heizkesselhaus

Lösung der Probleme der optimalen Steuerung technologischer Prozesse des Heizkesselhauses "Severnaya" des staatlichen regionalen Wärme- und Energieunternehmens (GOTEP) "TEKOS" im Rahmen eines Zuschusses aus dem Programm zum Import von Energieeinsparung und Umweltschutz Ausrüstung und Materialien (PIEPOM) des Russisch-Amerikanischen Komitees, Ausrüstung wurde geliefert (finanziert von der US-Regierung). Dieses Gerät und dafür ausgelegt Software ermöglichte es, eine breite Palette von Wiederaufbauaufgaben beim Basisunternehmen GOTEP "TEKOS" zu lösen und die erzielten Ergebnisse auf die Wärme- und Stromunternehmen der Region zu übertragen.

Die Grundlage für die Rekonstruktion der Steuerungssysteme für TS-Kesseleinheiten war der Ersatz veralteter Automatisierungstools der zentralen Steuertafel und lokaler automatischer Steuerungssysteme durch ein modernes dezentrales Steuerungssystem auf Mikroprozessorbasis. Das implementierte dezentrale Steuerungssystem für Kesseleinheiten auf Basis des Mikroprozessorsystems (MPS) TDC 3000-S (Supper) von Honeywell bot eine einzige integrierte Lösung für die Implementierung aller Systemfunktionen zur Steuerung technologischer Prozesse des TS. Das betriebene MPS hat wertvolle Qualitäten: Einfachheit und Übersichtlichkeit des Layouts der Steuer- und Betriebsfunktionen; Flexibilität bei der Erfüllung aller Anforderungen des Prozesses unter Berücksichtigung von Zuverlässigkeitsindikatoren (Arbeiten im "heißen" Standby-Modus des zweiten Computers und USO), Verfügbarkeit und Effizienz; einfacher Zugriff auf alle Systemdaten; einfache Änderung und Erweiterung von Servicefunktionen ohne Rückwirkung auf das System;

verbesserte Qualität der Darstellung von Informationen in einer für die Entscheidungsfindung geeigneten Form (benutzerfreundliche intelligente Bedienerschnittstelle), die dazu beiträgt, Fehler des Betriebspersonals bei der Bedienung und Steuerung von TS-Prozessen zu reduzieren; Computererstellung von Dokumentationen für Prozessleitsysteme; erhöhte Betriebsbereitschaft des Objekts (das Ergebnis der Eigendiagnose des Steuerungssystems); Erfolg versprechendes System mit hohem Innovationsgrad. Im System TDC 3000 - S (Abb. 1) besteht die Möglichkeit, externe SPS-Steuerungen anderer Hersteller anzuschließen (diese Möglichkeit wird realisiert, wenn ein SPS-Gateway-Modul vorhanden ist). Informationen von SPS-Steuerungen werden angezeigt

Es wird im Inhaltsverzeichnis als ein Array von Punkten angezeigt, die zum Lesen und Schreiben von Benutzerprogrammen verfügbar sind. Dadurch ist es möglich, verteilte E/A-Stationen, die in unmittelbarer Nähe von verwalteten Objekten installiert sind, für die Datenerfassung zu verwenden und Daten über ein Informationskabel unter Verwendung eines der Standardprotokolle an TOC zu übertragen. Mit dieser Option können Sie neue Steuerungsobjekte integrieren, einschließlich automatisiertes System Versandsteuerung und Verwaltung von Zentralheizungspunkten und Pumpstationen (ASDKiU TsTPiNS) zum bestehenden automatisierten Prozessleitsystem des Unternehmens ohne externe Änderungen für Benutzer.

lokales Computernetzwerk

Universalstationen

Computerangewandte Geschichte

Gateway-Modul Modul

LAN-Steuerung

Backbone-Gateway

Ich reserviere (ARMM)

Erweiterungsmodul. Erweiterter Prozessmanager (ARMM)

Universelles Steuerungsnetzwerk

I/O-Controller

Kabelwege 4-20 mA

I/O-Station SIMATIC ET200M.

I/O-Controller

Netzwerk von SPS-Geräten (PROFIBUS)

Kabelwege 4-20 mA

Durchflusssensoren

Temperatursensoren

Drucksensor

Analysatoren

Regulierungsbehörden

Frequenzstationen

Schieber

Durchflusssensoren

Temperatursensoren

Drucksensor

Analysatoren

Regulierungsbehörden

Frequenzstationen

Schieber

Reis. 1. Sammeln von Informationen durch verteilte SPS-Stationen, Übertragen an das TDC3000-S zur Visualisierung und Verarbeitung, gefolgt von der Ausgabe von Steuersignalen

Die durchgeführten experimentellen Studien haben gezeigt, dass die im Dampfkessel in den Betriebsarten seines Betriebs ablaufenden Prozesse zufälliger Natur und nicht stationär sind, was durch die Ergebnisse der mathematischen Verarbeitung und bestätigt wird statistische Analyse. Unter Berücksichtigung der zufälligen Natur der im Dampfkessel ablaufenden Prozesse werden Abschätzungen der Verschiebung des mathematischen Erwartungswerts (MO) M(t) und der Streuung 5 (?) entlang der Hauptregelkoordinaten als Maß für die Bewertung der Regelqualität vorgenommen:

Em, (t) 2 MZN (t) - MrN (t) ^ gMix (t) ^ min

wobei Mzn(t), Mmn(t) die eingestellten und aktuellen MO der wichtigsten einstellbaren Parameter des Dampfkessels sind: die Luftmenge, die Brennstoffmenge und die Dampfleistung des Kessels.

s 2 (t) = 8|v (t) - q2N (t) ^ s^ (t) ^ min, (2)

wobei 52Tn, 5zn2(t) die aktuellen und eingestellten Abweichungen der wichtigsten einstellbaren Parameter des Dampfkessels sind.

Dann hat das Kontrollqualitätskriterium die Form

Jn = I [avMy(t) + ßsö;, (t)] ^ min, (3)

wobei n = 1,...,j; - ß - Gewichtskoeffizienten.

Je nach Betriebsweise des Kessels (regelnd oder basisch) sollte eine optimale Regelstrategie gebildet werden.

Für die Regelbetriebsart des Dampfkessels sollte die Regelstrategie darauf abzielen, den Druck im Dampfsammler unabhängig vom Dampfverbrauch der Wärmeverbraucher konstant zu halten. Für diese Betriebsweise ist die Abschätzung der Verdrängung des Dampfdruckes im Frischdampfsammler in Form

ep (/) = Pz(1) - Pm () ^B^ (4)

wobei HP, Pt(0 - eingestellte und aktuelle Mittelwerte des Dampfdrucks im Hauptdampfkopf.

Die Verdrängung des Dampfdrucks im Frischdampfsammler durch Dispersion hat unter Berücksichtigung von (4) die Form

(0 = -4r(0 ^^ (5)

wobei (UrzOO, art(0 - gegebene und aktuelle Druckverteilungen.

Fuzzy-Logik-Methoden wurden verwendet, um die Übertragungskoeffizienten der Regler der Kreise des mehrfach angeschlossenen Kesselsteuerungssystems einzustellen.

Während des Pilotbetriebs von automatisierten Dampfkesseln wurde statistisches Material gesammelt, das es ermöglichte, vergleichende (mit dem Betrieb von nicht automatisierten Kesseleinheiten) Merkmale der technischen und wirtschaftlichen Effizienz der Einführung neuer Methoden und Steuerungen zu erhalten und die Umbauarbeiten fortzusetzen bei anderen Kesseln. Für den Zeitraum des halbjährlichen Betriebs der nicht automatisierten Dampfkessel Nr. 9 und 10 sowie der automatisierten Dampfkessel Nr. 13 und 14 wurden die Ergebnisse erzielt, die in Tabelle 1 dargestellt sind.

Bestimmung von Parametern zur optimalen Belastung einer thermischen Anlage

Um die optimale Auslastung des Fahrzeugs zu bestimmen, ist es notwendig, die Energieeigenschaften ihrer Dampferzeuger und des gesamten Kesselhauses zu kennen, die das Verhältnis zwischen der zugeführten Brennstoffmenge und der aufgenommenen Wärme darstellen.

Der Algorithmus zum Auffinden dieser Merkmale umfasst die folgenden Schritte:

Tabelle 1

Kesselleistungsindikatoren

Name des Indikators Wert der Indikatoren für Melkkessel

№9-10 № 13-14

Wärmeerzeugung, Gcal Brennstoffverbrauch, t Spezifischer Brennstoffverbrauch für die Erzeugung von 1 Gcal Wärmeenergie, kg Bezugsbrennstoff cal 170.207 20.430 120,03 217.626 24.816 114,03

1. Bestimmung der thermischen Leistung von Kesseln für verschiedene Lastmodi ihres Betriebs.

2. Bestimmung der Wärmeverluste A () unter Berücksichtigung der Effizienz von Kesseln und ihrer Nutzlast.

3. Bestimmung der Lasteigenschaften von Kesseleinheiten im Bereich ihrer Änderung vom zulässigen Minimum bis zum Maximum.

4. Basierend auf der Änderung des Gesamtwärmeverlusts in Dampfkesseln, die Bestimmung ihrer Energiekennwerte, die den stündlichen Verbrauch von Standardbrennstoff widerspiegeln, gemäß der Formel 5 = 0,0342 (0, + AC?).

5. Erhalten der Energiekennwerte von Kesselhäusern (TS) anhand der Energiekennwerte von Kesseln.

6. Treffen Sie unter Berücksichtigung der Energieeigenschaften des TS Steuerentscheidungen über die Reihenfolge und Reihenfolge ihrer Belastung während der Heizperiode sowie in der Sommersaison.

Ein weiteres wichtiges Thema bei der Organisation des Parallelbetriebs von Quellen (HS) ist die Bestimmung von Faktoren, die einen erheblichen Einfluss auf die Belastung von Kesselhäusern haben, und die Aufgaben des Wärmeversorgungsmanagementsystems zur Bereitstellung von Verbrauchern notwendige Menge Wärmeenergie zu den geringstmöglichen Kosten für ihre Erzeugung und Übertragung.

Die Lösung des ersten Problems erfolgt durch Verknüpfung der Lieferpläne mit den Plänen für die Wärmenutzung durch ein System von Wärmetauschern, die Lösung des zweiten - durch Feststellung der Entsprechung zwischen der Wärmelast der Verbraucher und ihrer Erzeugung, d.h. , indem der Lastwechsel geplant und Verluste bei der Übertragung von Wärmeenergie reduziert werden. Die Sicherstellung der Verknüpfung von Zeitplänen für die Lieferung und Nutzung von Wärme sollte durch den Einsatz lokaler Automatisierung in Zwischenstufen von Wärmeenergiequellen zu ihren Verbrauchern erfolgen.

Zur Lösung des zweiten Problems wird vorgeschlagen, die Funktionen zur Schätzung der geplanten Last der Verbraucher unter Berücksichtigung der wirtschaftlich gerechtfertigten Möglichkeiten der Energiequellen (ES) zu implementieren. Ein solcher Ansatz ist unter Verwendung von Situationssteuerungsverfahren basierend auf der Implementierung von Fuzzy-Logik-Algorithmen möglich. Der Hauptfaktor, der einen erheblichen Einfluss auf hat

Die Wärmelast von Kesselhäusern ist der Teil, der zum Heizen von Gebäuden und für die Warmwasserbereitung verwendet wird. Der durchschnittliche Wärmestrom (in Watt), der zum Heizen von Gebäuden verwendet wird, wird durch die Formel bestimmt

woher / von - die durchschnittliche Außentemperatur für einen bestimmten Zeitraum; r( - die durchschnittliche Temperatur der Innenluft des beheizten Raums (die Temperatur, die auf einem bestimmten Niveau gehalten werden muss); / 0 - die geschätzte Außenlufttemperatur für die Heizungsauslegung;<70 - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий в Ваттах на 1 м площади здания при температуре /0; А - общая площадь здания; Кх - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (при отсутствии конкретных данных его можно считать равным 0,25).

Aus Formel (6) ist ersichtlich, dass die Heizlast für die Beheizung von Gebäuden hauptsächlich von der Außenlufttemperatur bestimmt wird.

Der durchschnittliche Wärmestrom (in Watt) zur Warmwasserversorgung von Gebäuden wird durch den Ausdruck bestimmt

1.2w(a + ^)(55 - ^) p

Yt „. " _ mit"

wobei m die Anzahl der Verbraucher ist; a - die Wasserverbrauchsrate für die Warmwasserversorgung bei einer Temperatur von +55 ° C pro Person und Tag in Litern; b - die Wasserverbrauchsrate für die Warmwasserversorgung, die in öffentlichen Gebäuden bei einer Temperatur von +55 ° C verbraucht wird (angenommen 25 Liter pro Tag und Person); c ist die Wärmekapazität von Wasser; /x ist die Temperatur des kalten (Leitungs-)Wassers während der Heizperiode (angenommen +5 °C).

Die Analyse des Ausdrucks (7) hat gezeigt, dass sich bei der Berechnung der durchschnittlichen Wärmebelastung der Warmwasserversorgung herausstellt, dass sie konstant ist. Die tatsächliche Entnahme von Wärmeenergie (in Form von heißem Wasser aus dem Wasserhahn) ist im Gegensatz zum berechneten Wert zufällig, was mit einer Zunahme der Warmwasseranalyse morgens und abends und einer Abnahme verbunden ist die Auswahl bei Tag und Nacht. Auf Abb. 2, 3 zeigt Diagramme der Änderung

Öl 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 215 216 217 218 219 3 311 312 1 4,3 3 3 311 312 313

Tage des Monats

Reis. 2. Diagramm der Änderungen der Wassertemperatur im BHKW N9 5 (7 - direktes Kesselwasser,

2 - direkt vierteljährlich, 3 - Wasser für Warmwasserbereitung, 4 - rückwärts vierteljährlich, 5 - Kesselrücklaufwasser) und Außenlufttemperaturen (6) für den Zeitraum vom 1. Februar bis 4. Februar 2009

Druck und Temperatur von heißem Wasser für TsTP Nr. 5, die aus dem Archiv von SDKi U TsTP und NS von Murmansk erhalten wurden.

Mit Beginn der warmen Tage, wenn die Umgebungstemperatur fünf Tage lang nicht unter +8 °C fällt, wird die Heizlast der Verbraucher abgeschaltet und das Heizungsnetz arbeitet für den Bedarf der Warmwasserversorgung. Der durchschnittliche Wärmestrom zur Warmwasserversorgung während der Nichtheizperiode wird nach der Formel berechnet

wo ist die Temperatur des kalten (Leitungs-)Wassers während der Nichtheizperiode (angenommen +15 °С); p - Koeffizient unter Berücksichtigung der Änderung des durchschnittlichen Wasserverbrauchs für die Warmwasserversorgung in der Nichtheizperiode im Verhältnis zur Heizperiode (0,8 - für den Wohnungs- und Kommunalsektor, 1 - für Unternehmen).

Unter Berücksichtigung der Formeln (7), (8) werden die Heizlastkurven der Energieverbraucher berechnet, die die Grundlage für die Konstruktionsaufgaben zur zentralen Regelung der Wärmeenergieversorgung des PS bilden.

Automatisiertes System zur Disposition, Steuerung und Verwaltung von Zentralheizungspunkten und Pumpstationen der Stadt

Eine Besonderheit der Stadt Murmansk ist, dass sie auf einem hügeligen Gebiet liegt. Die minimale Höhe beträgt 10 m, die maximale 150 m. In dieser Hinsicht haben die Heizungsnetze eine starke piezometrische Kurve. Durch den erhöhten Wasserdruck in den Anfangsabschnitten steigt die Unfallhäufigkeit (Rohrbrüche).

Zur Betriebskontrolle des Zustands entfernter Objekte und zur Kontrolle von Geräten, die sich an kontrollierten Punkten (CP) befinden,

Reis. Abb. 3. Diagramm der Wasserdruckänderung in der Zentralheizung Nr. 5 für den Zeitraum vom 1. Februar bis 4. Februar 2009: 1 - Warmwasserversorgung, 2 - direktes Kesselwasser, 3 - direkt vierteljährlich, 4 - umgekehrt vierteljährlich,

5 - kaltes, 6 - Kesselrücklaufwasser

wurde von ASDKiUCTPiNS der Stadt Murmansk entwickelt. Kontrollpunkte, an denen während der Umbauarbeiten telemechanische Anlagen installiert wurden, befinden sich in einer Entfernung von bis zu 20 km vom Stammbetrieb. Die Kommunikation mit den telemechanischen Geräten am CP erfolgt über eine eigene Telefonleitung. Zentrale Kesselräume (CTPs) und Pumpstationen sind separate Gebäude, in denen technologische Ausrüstung installiert ist. Die Daten von der Zentrale werden an den Kontrollraum (im PCARM des Dispatchers) gesendet, der sich auf dem Territorium des Severnaya TS des Unternehmens TEKOS befindet, und an den TS-Server, wonach sie den Benutzern des lokalen Netzwerks des Unternehmens zur Verfügung stehen um ihre Produktionsprobleme zu lösen.

Entsprechend den mit Hilfe von ASDKiUTSTPiNS gelösten Aufgaben ist der Komplex zweistufig aufgebaut (Bild 4).

Ebene 1 (obere, Gruppe) - Dispatcher-Konsole. Auf dieser Ebene werden folgende Funktionen implementiert: zentrale Steuerung und Fernsteuerung technologischer Prozesse; Anzeige von Daten auf dem Display des Bedienfelds; Bildung und Ausgabe von

sogar Dokumentation; Bildung von Aufgaben im automatisierten Prozessleitsystem des Unternehmens zur Verwaltung der Parallelbetriebsarten der städtischen Wärmestationen für das allgemeine städtische Wärmenetz; Zugriff von Benutzern des lokalen Netzwerks des Unternehmens auf die Datenbank des technologischen Prozesses.

Ebene 2 (lokal, lokal) - CP-Ausrüstung mit darauf angebrachten Sensoren (Alarme, Messungen) und Endbetätigungsgeräten. Auf dieser Ebene werden die Funktionen des Sammelns und der primären Verarbeitung von Informationen sowie das Erteilen von Steueraktionen an Aktoren implementiert.

Funktionen, die von ASDKiUCTPiNS der Stadt ausgeführt werden

Informationsfunktionen: Kontrolle der Messwerte von Drucksensoren, Temperatur, Wasserdurchfluss und Kontrolle des Zustands der Stellglieder (Ein/Aus, Öffnen/Schließen).

Steuerungsfunktionen: Steuerung von Netzpumpen, Warmwasserpumpen, anderen technologischen Ausrüstungen des Getriebes.

Visualisierungs- und Registrierungsfunktionen: Alle Informationsparameter und Signalisierungsparameter werden auf den Trends und mnemonischen Diagrammen der Operator Station angezeigt; alle Informationen

PC-Arbeitsplatz des Disponenten

Adapter SHV/K8-485

Spezielle Telefonleitungen

KP-Steuerungen

Reis. 4. Blockdiagramm des Komplexes

Parameter, Signalisierungsparameter, Steuerbefehle werden periodisch sowie bei Zustandsänderungen in der Datenbank registriert.

Alarmfunktionen: Stromausfall am Getriebe; Aktivierung des Überschwemmungssensors am Kontrollpunkt und Sicherheit am Kontrollpunkt; Signalisierung von Begrenzungssensoren (Hoch/Niederdruck) in Rohrleitungen und Sendern von Notfalländerungen im Zustand der Stellantriebe (Ein/Aus, Öffnen/Schließen).

Das Konzept eines Entscheidungsunterstützungssystems

Ein modernes automatisiertes Prozessleitsystem (APCS) ist ein mehrstufiges Mensch-Maschine-Steuerungssystem. Der Disponent in einem mehrstufigen automatisierten Prozessleitsystem erhält Informationen von einem Computermonitor und wirkt auf Objekte ein, die sich in beträchtlicher Entfernung von ihm befinden, indem er Telekommunikationssysteme, Steuerungen und intelligente Aktuatoren verwendet. Somit wird der Dispatcher zur Hauptfigur bei der Verwaltung des technologischen Prozesses des Unternehmens. Technologische Prozesse in der thermischen Energietechnik sind potenziell gefährlich. So verdoppelt sich seit dreißig Jahren die Zahl der erfassten Unfälle etwa alle zehn Jahre. Es ist bekannt, dass in den stationären Modi komplexer Energiesysteme Fehler aufgrund der Ungenauigkeit der Anfangsdaten 82-84% betragen, aufgrund der Ungenauigkeit des Modells - 14-15%, aufgrund der Ungenauigkeit der Methode - 2 -3%. Aufgrund des großen Fehleranteils in den Ausgangsdaten kommt es auch zu einem Fehler bei der Berechnung der Zielfunktion, was zu einer erheblichen Unsicherheitszone bei der Wahl der optimalen Betriebsweise des Systems führt. Diese Probleme können beseitigt werden, wenn wir die Automatisierung nicht nur als Ersatz für manuelle Arbeit direkt in der Produktionssteuerung betrachten, sondern als Mittel der Analyse, Prognose und Steuerung. Der Übergang von der Disposition zu einem Entscheidungsunterstützungssystem bedeutet einen Übergang zu einer neuen Qualität - einem intelligenten Informationssystem eines Unternehmens. Jeder Unfall (außer Naturkatastrophen) beruht auf menschlichem (Bediener-)Fehler. Einer der Gründe dafür ist die alte, traditionelle Herangehensweise an den Aufbau komplexer Steuerungssysteme, die sich auf den Einsatz neuester Technologien konzentriert.

wissenschaftliche und technologische Errungenschaften, während die Notwendigkeit unterschätzt wird, Situationsmanagementmethoden, Methoden zur Integration von Steuerungssubsystemen sowie den Aufbau einer effektiven Mensch-Maschine-Schnittstelle mit Fokus auf eine Person (Dispatcher) einzusetzen. Gleichzeitig ist die Übertragung der Funktionen des Dispatchers zur Datenanalyse, Vorhersage von Situationen und Treffen geeigneter Entscheidungen auf die Komponenten intelligenter Systeme zur Unterstützung der Entscheidungsfindung und -ausführung (SSPIR) vorgesehen. Das SPID-Konzept umfasst eine Reihe von Instrumenten, die durch ein gemeinsames Ziel vereint sind – die Annahme und Umsetzung rationaler und effektiver Managemententscheidungen zu fördern. SPPIR ist ein interaktives automatisiertes System, das als intelligenter Vermittler fungiert, der eine Benutzerschnittstelle in natürlicher Sprache mit einem ZAOA-System unterstützt und Entscheidungsregeln verwendet, die dem Modell und der Basis entsprechen. Darüber hinaus übernimmt SPPIR die Funktion der automatischen Verfolgung des Dispatchers in den Phasen der Informationsanalyse, Erkennung und Vorhersage von Situationen. Auf Abb. Abbildung 5 zeigt den Aufbau des SPPIR, mit dessen Hilfe der TS-Dispatcher die Wärmeversorgung des Mikroquartiers steuert.

Auf der Grundlage des Obigen können mehrere unscharfe linguistische Variablen identifiziert werden, die die Last des TS und folglich den Betrieb von Wärmenetzen beeinflussen. Diese Variablen sind in der Tabelle angegeben. 2.

Abhängig von Jahreszeit, Tageszeit, Wochentag sowie den Eigenschaften der äußeren Umgebung berechnet die Lagebeurteilungseinheit den technischen Zustand und die erforderliche Leistung von thermischen Energiequellen. Dieser Ansatz ermöglicht es, die Probleme der Brennstoffeinsparung in der Fernwärme zu lösen, den Auslastungsgrad der Hauptausrüstung zu erhöhen und Kessel in Modi mit optimalen Effizienzwerten zu betreiben.

Der Bau eines automatisierten Systems zur dezentralen Steuerung der Wärmeversorgung der Stadt ist unter folgenden Bedingungen möglich:

Einführung von automatisierten Steuerungssystemen für Kesseleinheiten von Heizkesselhäusern. (Implementierung von automatisierten Prozessleitsystemen am TS "Severnaya"

Reis. 5. Die Struktur des SPPIR des Heizkesselhauses des Mikrobezirks

Tabelle 2

Sprachliche Größen, die die Belastung eines Heizkesselhauses bestimmen

Notation Name Wertebereich (Universalsatz) Begriffe

^Monat Monat Januar bis Dezember Jan, Feb, Mär, Apr, Mai, Jun, Jul, Aug, Sep, Okt, Nov , "dez"

T-Woche Wochentag arbeiten oder Wochenende "Arbeiten", "Urlaub"

TSug Tageszeit von 00:00 bis 24:00 "Nacht", "Morgen", "Tag", "Abend"

t 1 n.v Außenlufttemperatur von -32 bis +32 ° C „niedriger“, „-32“, „-28“, „-24“, „-20“, „-16“, „-12“, „- 8", "^1", "0", "4", "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32", "oben"

1" in Windgeschwindigkeit von 0 bis 20 m/s "0", "5", "10", "15", "höher"

führte zu einer Reduzierung des spezifischen Brennstoffverbrauchs für Kessel Nr. 13.14 gegenüber Kessel Nr. 9.10 um 5,2 %. Die Energieeinsparung nach der Installation von Frequenzumrichtern an den Antrieben von Ventilatoren und Rauchabzügen des Kessels Nr. 13 betrug 36% (spezifischer Verbrauch vor der Rekonstruktion - 3,91 kWh/Gcal, nach der Rekonstruktion - 2,94 kWh/Gcal und

Nr. 14 - 47 % (spezifischer Stromverbrauch vor Umbau - 7,87 kWh/Gcal., nach Umbau - 4,79 kWh/Gcal));

Entwicklung und Implementierung von ASDKiUCTPiNS der Stadt;

Einführung von Informationsunterstützungsmethoden für TS-Betreiber und ASDKiUCTPiNS der Stadt unter Verwendung des Konzepts von SPPIR.

REFERENZLISTE

1. Shubin E.P. Die Hauptprobleme bei der Planung städtischer Wärmeversorgungssysteme. M.: Energie, 1979. 360 S.

2. Prochorenkow A.M. Rekonstruktion von Heizkesselhäusern auf der Grundlage von Informations- und Steuerungskomplexen // Nauka proizvodstvo. 2000. Nr. 2. S. 51-54.

3. Prochorenkov A.M., Sovlukov A.S. Fuzzy-Modelle in Steuerungssystemen von technologischen Prozessen von Kesselaggregaten // Computerstandards und -schnittstellen. 2002 Vol. 24. S. 151-159.

4. Mesarovich M., Mako D., Takahara Y. Theorie hierarchischer Mehrebenensysteme. M.: Mir, 1973. 456 S.

5. Prochorenkow A.M. Methoden zur Identifizierung zufälliger Prozesseigenschaften in I// IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2002 Vol. 51, Nr. 3. S. 492-496.

6. Prochorenkov A.M., Kachala H.M. Zufallssignalverarbeitung in digitalen Industriesteuerungen // Digitale Signalverarbeitung. 2008. Nr. 3. S. 32-36.

7. Prochorenkov A.M., Kachala N.M. Bestimmung der Klassifikationsmerkmale von Zufallsprozessen // Messtechnik. 2008 Vol. 51, Nr. 4. S. 351-356.

8. Prochorenkov A.M., Kachala H.M. Einfluss der Klassifikationsmerkmale zufälliger Prozesse auf die Genauigkeit der Verarbeitung von Messergebnissen // Izmeritelnaya tekhnika. 2008. Nr. 8. S. 3-7.

9. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Informationssystem zur Analyse zufälliger Prozesse in nichtstationären Objekten // Proc. des Dritten IEEE Int. Workshop über Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS "2005). Sofia, Bulgarien. 2005. S. 18-21.

10. Methods of Robust Neuro-Fuzzy and Adaptive Control, Ed. N.D. Yegupova // M.: Verlag der MSTU im. N.E. Bauman, 2002". 658 S.

P. Prochorenkov A.M., Kachala N.M. Wirksamkeit adaptiver Algorithmen zur Abstimmung von Reglern in Steuersystemen, die dem Einfluss zufälliger Störungen ausgesetzt sind // BicrniK: Scientific and Technical. Gut. Sonderausgabe. Cherkasy State Technol. un-t.-Tscherkask. 2009. S. 83-85.

12. Prochorenkov A.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Datenpflege für Entscheidungsprozesse unter industrieller Kontrolle // BicrniK: wissenschaftlich und technisch. Gut. Sonderausgabe. Cherkasy State Technol. un-t. Tscherkask. 2009. S. 89-91.

1. Die Aufteilung der Wärmelast von Wärmeenergieverbrauchern im Wärmeversorgungssystem auf Wärmeenergiequellen, die Wärmeenergie in dieses Wärmeversorgungssystem liefern, erfolgt durch die nach diesem Bundesgesetz zur Genehmigung des Wärmeversorgungssystems befugte Stelle durch jährliche Änderungen am Wärmeversorgungsplan vornehmen.

2. Zur Verteilung der Wärmelast von Verbrauchern von Wärmeenergie haben alle Wärmeversorgungsunternehmen, die Wärmeenergiequellen in diesem Wärmeversorgungssystem besitzen, der nach diesem Bundesgesetz zur Genehmigung des Wärmeversorgungssystems befugten Stelle vorzulegen, an Antrag mit Informationen:

1) über die Menge an Wärmeenergie, zu deren Lieferung sich die Wärmeversorgungsorganisation an Verbraucher und Wärmeversorgungsorganisationen in diesem Wärmeversorgungssystem verpflichtet;

2) über die Kapazität der Wärmeenergiequellen, zu deren Unterstützung sich die Wärmeversorgungsorganisation verpflichtet;

3) über aktuelle Tarife im Bereich der Wärmeversorgung und prognostizierte spezifische variable Kosten für die Produktion von thermischer Energie, Wärmeträger und Stromerhaltung.

3. Im Wärmeversorgungsplan müssen Bedingungen festgelegt werden, unter denen es möglich ist, Verbraucher mit Wärmeenergie aus verschiedenen Wärmeenergiequellen zu versorgen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit der Wärmeversorgung aufrechtzuerhalten. Bei Vorliegen solcher Bedingungen erfolgt die Verteilung der Wärmelast zwischen Wärmeenergiequellen auf Wettbewerbsbasis gemäß dem Kriterium der minimalen spezifischen variablen Kosten für die Erzeugung von Wärmeenergie durch Wärmeenergiequellen, die auf diese Weise bestimmt werden festgelegt durch die Preisgestaltungsgrundsätze im Bereich der Wärmeversorgung, genehmigt von der Regierung der Russischen Föderation, auf der Grundlage von Antragsorganisationen, die Wärmeenergiequellen besitzen, und Standards, die bei der Regulierung der Tarife im Bereich der Wärmeversorgung für die berücksichtigt werden entsprechenden Regulierungszeitraum.

4. Wenn die Wärmeversorgungsorganisation mit der im Wärmeversorgungssystem durchgeführten Verteilung der Wärmelast nicht einverstanden ist, hat sie das Recht, gegen die Entscheidung über diese Verteilung, die von der gemäß diesem Bundesgesetz ermächtigten Stelle getroffen wurde, Berufung einzulegen Genehmigung des Wärmeversorgungsplans an das von der Regierung der Russischen Föderation autorisierte föderale Exekutivorgan.

5. Wärmeversorgungsorganisationen und Wärmenetzorganisationen, die in demselben Wärmeversorgungssystem tätig sind, müssen jährlich vor Beginn der Heizperiode untereinander eine Vereinbarung über die Verwaltung des Wärmeversorgungssystems gemäß den Regeln für die Wärmeorganisation schließen Lieferung, genehmigt von der Regierung der Russischen Föderation.

6. Gegenstand der in Teil 5 dieses Artikels genannten Vereinbarung ist das Verfahren für gegenseitige Maßnahmen zur Sicherstellung des Funktionierens des Wärmeversorgungssystems gemäß den Anforderungen dieses Bundesgesetzes. Die obligatorischen Bedingungen dieser Vereinbarung sind:

1) Bestimmung der Unterordnung von Dispositionsdiensten von Wärmeversorgungsorganisationen und Wärmenetzorganisationen, das Verfahren für ihre Interaktion;

2) das Verfahren zur Organisation der Anpassung von Wärmenetzen und zur Regelung des Betriebs des Wärmeversorgungssystems;

3) das Verfahren zur Gewährleistung des Zugangs der Vertragsparteien oder im gegenseitigen Einvernehmen der Vertragsparteien zu einer anderen Organisation zu Wärmenetzen zur Anpassung von Wärmenetzen und zur Regulierung des Betriebs des Wärmeversorgungssystems;

4) das Verfahren für die Interaktion zwischen Wärmeversorgungsorganisationen und Wärmenetzorganisationen in Notfallsituationen und Notfällen.

7. Wenn die Wärmeversorgungsorganisationen und Wärmenetzorganisationen die in diesem Artikel genannte Vereinbarung nicht abgeschlossen haben, wird das Verfahren zur Verwaltung des Wärmeversorgungssystems durch die für die vorangegangene Heizperiode geschlossene Vereinbarung bestimmt, und wenn eine solche Vereinbarung nicht abgeschlossen wurde zuvor wird das festgelegte Verfahren von der nach diesem Bundesgesetz zur Genehmigung des Wärmeversorgungssystems zugelassenen Stelle festgelegt.

Im Rahmen der Lieferung von Schaltanlagenausrüstung wurden Schaltschränke und Steuerschränke für zwei Gebäude (ITP) geliefert. Für die Aufnahme und Verteilung von Strom in Heizpunkten werden Eingangsverteilungsgeräte verwendet, die aus jeweils fünf Paneelen (insgesamt 10 Paneelen) bestehen. In den Eingangsfeldern sind Umschalter, Überspannungsableiter, Amperemeter und Voltmeter eingebaut. ATS-Panels in ITP1 und ITP2 werden auf der Basis von automatischen Transfereinheiten implementiert. In den Verteilerfeldern der ASU sind Schutz- und Schaltgeräte (Schütze, Softstarter, Taster und Lampen) für die technologische Ausrüstung von Heizstellen installiert. Alle Leistungsschalter sind mit Statuskontakten ausgestattet, die eine Notabschaltung signalisieren. Diese Informationen werden an die in den Automatisierungsschränken installierten Steuerungen übermittelt.

Zur Steuerung und Verwaltung der Geräte werden OWEN PLC110-Controller verwendet. Sie werden an die Ein-/Ausgangsmodule ARIES MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U sowie an Bedienpanels angeschlossen.

Das Kühlmittel wird direkt in den ITP-Raum eingeleitet. Die Wasserversorgung für Warmwasserbereitung, Heizung und Wärmeversorgung von Lufterhitzern von Lüftungsanlagen erfolgt mit einer Korrektur entsprechend der Außenlufttemperatur.

Die Anzeige von technologischen Parametern, Unfällen, Ausrüstungsstatus und Versandsteuerung des ITP erfolgt vom Arbeitsplatz der Disponenten in der integrierten zentralen Leitwarte des Gebäudes. Auf dem Dispatching-Server wird das Archiv der technologischen Parameter, Unfälle und des Zustands der ITP-Ausrüstung gespeichert.

Die Automatisierung von Wärmepunkten sorgt für:

• Aufrechterhaltung der Temperatur des den Heizungs- und Lüftungssystemen zugeführten Kühlmittels gemäß dem Temperaturplan;
• Aufrechterhaltung der Wassertemperatur im Warmwassersystem an der Versorgung der Verbraucher;
• Programmierung verschiedener Temperaturregime nach Tageszeiten, Wochentagen und Feiertagen;
• Kontrolle der Einhaltung der durch den technologischen Algorithmus bestimmten Parameterwerte, Unterstützung der Grenzen der technologischen und Notfallparameter;
• Temperaturregelung des in das Wärmenetz des Wärmeversorgungssystems zurückgeführten Wärmeträgers gemäß einem vorgegebenen Temperaturplan;
• Messung der Außenlufttemperatur;
• Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckabfalls zwischen den Versorgungs- und Rücklaufleitungen von Lüftungs- und Heizungssystemen;
• Steuerung von Umwälzpumpen nach einem vorgegebenen Algorithmus:
  • an aus;
  • Steuerung von Pumpanlagen mit Frequenzumrichtern nach Signalen von SPS, die in Automatisierungsschränken installiert sind;
  • periodisches Schalten Haupt / Reserve, um die gleiche Betriebszeit zu gewährleisten;
  • automatische Notumschaltung auf die Standby-Pumpe entsprechend der Steuerung des Differenzdrucksensors;
  • automatische Aufrechterhaltung eines bestimmten Differenzdrucks in Wärmeverbrauchssystemen.
• Ansteuerung von Wärmeträgerregelventilen in Primärverbraucherkreisen;
• Steuerung von Pumpen und Ventilen zur Speisung von Heizungs- und Lüftungskreisläufen;
• Einstellen der Werte von technologischen und Notfallparametern über das Dispatching-System;
• Steuerung von Entwässerungspumpen;
• Kontrolle des Zustands der elektrischen Eingänge nach Phasen;
• Synchronisation der Lotsenzeit mit der gemeinsamen Zeit des Dispatching Systems (SOEV);
• Inbetriebnahme von Geräten nach Wiederherstellung der Stromversorgung gemäß einem bestimmten Algorithmus;
• Senden von Notfallnachrichten an das Dispatching-System.

Der Informationsaustausch zwischen Automatisierungscontrollern und der oberen Ebene (Workstation mit spezialisierter MasterSCADA-Dispatching-Software) erfolgt über das Modbus/TCP-Protokoll.

Die Einführung automatischer Steuerungssysteme (ACS) für Heizung, Lüftung und Warmwasserversorgung ist der Hauptansatz zur Einsparung von Wärmeenergie. Die Installation automatischer Steuerungssysteme an einzelnen Wärmepunkten reduziert nach Angaben des Allrussischen Instituts für Wärmetechnik (Moskau) den Wärmeverbrauch im Wohnsektor um 5-10% und in Verwaltungsgebäuden um 40%. Die größte Wirkung wird durch eine optimale Regulierung in der Frühjahr-Herbst-Zeit der Heizperiode erzielt, wenn die Automatisierung von Zentralheizungspunkten ihre Funktionalität praktisch nicht vollständig erfüllt. Unter den Bedingungen des kontinentalen Klimas des Südurals, wenn der Unterschied der Außentemperatur tagsüber 15-20 ° C betragen kann, wird die Einführung automatischer Steuerungssysteme für Heizung, Lüftung und Warmwasserversorgung sehr relevant.

Gebäudewärmemanagement

Die Verwaltung des thermischen Regimes beschränkt sich darauf, es auf einem bestimmten Niveau zu halten oder es gemäß einem bestimmten Gesetz zu ändern.

An thermischen Punkten werden hauptsächlich zwei Arten von Wärmelasten geregelt: Warmwasserbereitung und Heizung.

Für beide Arten der Wärmelast muss der ACP die Sollwerte für die Temperatur des Warmwasserversorgungswassers und der Luft in beheizten Räumen unverändert halten.

Eine Besonderheit der Heizungsregelung ist ihre große thermische Trägheit, während die Trägheit des Warmwasserversorgungssystems viel geringer ist. Daher ist die Aufgabe, die Lufttemperatur in einem beheizten Raum zu stabilisieren, viel schwieriger als die Aufgabe, die Temperatur von heißem Wasser in einem Warmwasserversorgungssystem zu stabilisieren.

Die wichtigsten Störeinflüsse sind äußere meteorologische Bedingungen: Außentemperatur, Wind, Sonneneinstrahlung.

Es gibt folgende grundsätzlich mögliche Steuerungsschemata:

• regulierung der Abweichung der Innentemperatur der Räumlichkeiten von der eingestellten Temperatur durch Beeinflussung des in das Heizsystem eintretenden Wasserflusses;
• Regulierung in Abhängigkeit von der Störung externer Parameter, was zu einer Abweichung der Innentemperatur von der eingestellten führt;
• Regelung in Abhängigkeit von Änderungen der Außentemperatur und im Raum (durch Störung und durch Abweichung).

Reis. 2.1 Strukturschema des Raumwärmemanagements durch Raumtemperaturabweichung

Auf Abb. 2.1 zeigt ein Blockdiagramm der Steuerung des thermischen Regimes des Raums gemäß der Abweichung der Innentemperatur der Räumlichkeiten, und in Abb. 2.2 zeigt ein Blockdiagramm der Steuerung des thermischen Regimes des Raums durch Störung externer Parameter.

Reis. 2.2. Strukturdiagramm der Steuerung des thermischen Regimes des Raums durch Störung externer Parameter

Interne Störeinflüsse auf das thermische Regime des Gebäudes sind unbedeutend.

Für das Störungsregelungsverfahren können folgende Signale als Signale zur Überwachung der Außentemperatur ausgewählt werden:

• die Temperatur des in das Heizsystem eintretenden Wassers;
• die Wärmemenge, die in das Heizsystem gelangt:
• Kühlmittelverbrauch.

ACP muss die folgenden Betriebsarten des Fernwärmesystems berücksichtigen, bei denen:

• die Wassertemperaturregelung an der Wärmequelle orientiert sich nicht an der aktuellen Außentemperatur, die der Hauptstörfaktor für die Innentemperatur ist. Die Temperatur des Netzwassers an der Wärmequelle wird durch die Lufttemperatur über einen langen Zeitraum unter Berücksichtigung der Prognose und der verfügbaren Wärmeleistung der Anlage bestimmt. Die von der Uhr gemessene Transportverzögerung führt auch zu einer Diskrepanz zwischen der Netzwassertemperatur des Teilnehmers und der aktuellen Außentemperatur;
• Hydraulische Systeme von Heizungsnetzen erfordern die Begrenzung des maximalen und manchmal des minimalen Verbrauchs von Netzwasser für eine thermische Umspannstation.
• Die Belastung der Warmwasserversorgung hat einen erheblichen Einfluss auf die Betriebsweise von Heizungsanlagen und führt je nach Art des Wärmeversorgungssystems zu schwankenden Wassertemperaturen im Tagesverlauf in der Heizungsanlage oder zum Netzwasserverbrauch für die Heizungsanlage zum Anschluss von Warmwasserbereitern und dem Heizungsschema.

Störungskontrollsystem

Für ein Störungskontrollsystem ist charakteristisch, dass:

• es gibt ein Gerät, das die Größe der Störung misst;
• gemäß den Messergebnissen übt die Steuerung eine Steuerwirkung auf die Durchflussrate des Kühlmittels aus;
• der Regler erhält Informationen über die Temperatur im Raum;
• Die Hauptstörung ist die Außenlufttemperatur, die vom ACP gesteuert wird, daher wird die Störung als gesteuert bezeichnet.

Varianten von Steuerungsschemata für Störungen mit den obigen Verfolgungssignalen:

• Regulierung der Temperatur des in das Heizsystem eintretenden Wassers in Abhängigkeit von der aktuellen Außentemperatur;
• Regelung des dem Heizsystem zugeführten Wärmestroms in Abhängigkeit von der aktuellen Außentemperatur;
• Regulierung des Netzwasserverbrauchs in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur.

Wie aus den Abbildungen 2.1, 2.2 ersichtlich, sollte das automatische Wärmeversorgungssteuerungssystem unabhängig von der Regelungsmethode die folgenden Hauptelemente enthalten:

• Primärmessgeräte - Temperatur-, Durchfluss-, Druck-, Differenzdrucksensoren;
• sekundäre Messgeräte;
• Exekutivmechanismen, die Regulierungsorgane und Laufwerke enthalten;
• Mikroprozessorsteuerungen;
• Heizgeräte (Kessel, Heizungen, Radiatoren).

ASR-Wärmeversorgungssensoren

Die Hauptparameter der Wärmeversorgung, die mit Hilfe automatischer Steuerungssysteme aufgabengerecht eingehalten werden, sind weithin bekannt.

In Heizungs-, Lüftungs- und Warmwassersystemen werden üblicherweise Temperatur, Durchfluss, Druck, Druckabfall gemessen. Bei einigen Systemen wird die Wärmelast gemessen. Methoden und Verfahren zum Messen der Parameter von Wärmeträgern sind traditionell.

Reis. 2.3

Auf Abb. 2.3 zeigt die Temperatursensoren der schwedischen Firma Tour und Anderson.

Automatische Regler

Ein automatischer Regler ist ein Automatisierungswerkzeug, das das Abschaltsignal der Regelgröße empfängt, verstärkt und umwandelt und das geregelte Objekt gezielt beeinflusst.

Derzeit werden hauptsächlich digitale Steuerungen auf Basis von Mikroprozessoren verwendet. Dabei sind meist in einem Mikroprozessor-Regler mehrere Regler für Heizungs-, Lüftungs- und Warmwasserversorgungssysteme implementiert.

Die meisten in- und ausländischen Regler für Wärmeversorgungssysteme haben die gleiche Funktionalität:

1. Abhängig von der Außenlufttemperatur stellt der Regler die erforderliche Temperatur des Wärmeträgers zum Heizen des Gebäudes gemäß dem Heizplan bereit und steuert das Regelventil mit einem elektrischen Antrieb, der an der Heizungsnetzleitung installiert ist.


2. Die automatische Anpassung des Heizplans erfolgt entsprechend den Anforderungen eines bestimmten Gebäudes. Für die größtmögliche Effizienz der Wärmeeinsparung wird der Versorgungsplan ständig unter Berücksichtigung der tatsächlichen Bedingungen des Heizpunkts, des Klimas und der Wärmeverluste im Raum angepasst;


3. die Einsparung des Wärmeträgers in der Nacht wird durch die temporäre Regelung erreicht. Um einerseits den Wärmeverbrauch zu reduzieren, andererseits morgens nicht rechtzeitig zu frieren und den Raum aufzuwärmen, ist die Umstellung der Aufgabe auf eine teilweise Kühlmittelabsenkung abhängig von der Außentemperatur. Gleichzeitig wird automatisch der Zeitpunkt des Einschaltens des Tagesheizbetriebs oder der Intensivheizung berechnet, um die gewünschte Raumtemperatur zum richtigen Zeitpunkt zu erreichen;


4. Die Regler ermöglichen es, die Rücklauftemperatur so niedrig wie möglich zu halten. Dies sorgt für den Schutz des Systems vor dem Einfrieren;


5. die im Warmwassersystem eingestellte automatische Korrektur wird durchgeführt. Bei geringem Verbrauch im Brauchwassersystem sind große Temperaturabweichungen akzeptabel (erhöhte Totzone). Auf diese Weise wird der Ventilschaft nicht zu oft gewechselt und seine Lebensdauer wird verlängert. Wenn die Last zunimmt, verringert sich die Totzone automatisch und die Regelgenauigkeit nimmt zu;


6. Alarm wird ausgelöst, wenn die Sollwerte überschritten werden. Die folgenden Alarme werden normalerweise generiert:
   • Temperaturalarm bei Differenz zwischen Ist- und Solltemperatur;
   • bei einer Fehlfunktion kommt ein Alarm von der Pumpe;
   • Alarmsignal vom Drucksensor im Ausdehnungsgefäß;
   • ein Life-of-Life-Alarm wird ausgelöst, wenn das Gerät das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat;
   • allgemeiner Alarm – wenn der Controller einen oder mehrere Alarme registriert hat;


7. Die Parameter des geregelten Objekts werden registriert und an einen Computer übertragen.

Reis. 2.4

Auf Abb. 2.4 Mikroprozessorregler ECL-1000 von Danfoss sind dargestellt.

Regulierungsbehörden

Der Aktuator ist eines der Glieder automatischer Steuerungssysteme, die dazu bestimmt sind, das Regelungsobjekt direkt zu beeinflussen. Die Betätigungseinrichtung besteht im allgemeinen aus einem Betätigungsmechanismus und einem Regelkörper.

Reis. 2.5

Der Stellantrieb ist der Antriebsteil der Regulierungsbehörde (Abb. 2.5).

In automatischen Steuerungssystemen für die Wärmeversorgung werden hauptsächlich elektrische (elektromagnetische und elektrische Motoren) verwendet.

Das Regulierungsorgan soll den Stoff- oder Energiefluss im Regulierungsobjekt verändern. Es gibt Dosier- und Drosselregelorgane. Dosiergeräte umfassen solche Geräte, die die Durchflussrate einer Substanz verändern, indem sie die Leistung von Aggregaten (Dosierer, Dosierer, Pumpen) verändern.

Reis. 2.6

Drosselregler (Abb. 2.6) sind variable hydraulische Widerstände, die die Durchflussmenge des Stoffes durch Änderung seines Durchflussquerschnitts verändern. Dazu gehören Regelventile, Aufzüge, Sekundärklappen, Hähne usw.

Regler werden durch viele Parameter charakterisiert, von denen die wichtigsten sind: Durchfluss K v , Nenndruck P y , Druckabfall über dem Regler D y und Nenndurchgang D y .

Neben den oben genannten Parametern der Regulierungsstelle, die hauptsächlich deren Design und Abmessungen bestimmen, gibt es weitere Merkmale, die bei der Auswahl einer Regulierungsstelle in Abhängigkeit von den spezifischen Bedingungen ihrer Anwendung berücksichtigt werden.

Die wichtigste ist die Durchflusskennlinie, die die Abhängigkeit des Durchflusses in Bezug auf die Bewegung des Ventils bei konstantem Druckabfall festlegt.

Drosselregelventile sind in der Regel mit linearer oder gleichprozentiger Durchflusskennlinie profiliert.

Bei einer linearen Bandbreitenkennlinie ist die Erhöhung der Bandbreite proportional zum Inkrement der Torbewegung.

Bei gleichprozentiger Bandbreitenkennlinie ist die Bandbreiteninkrementierung (bei Änderung der Jalousiebewegung) proportional zum aktuellen Bandbreitenwert.

Unter Betriebsbedingungen ändert sich die Art der Durchflusskennlinie in Abhängigkeit vom Druckabfall über dem Ventil. Im unterstützten Zustand zeichnet sich das Regelventil durch eine Durchflusskennlinie aus, die die Abhängigkeit der relativen Durchflussmenge des Mediums vom Öffnungsgrad des Regelkörpers ist.

Als Mindestdurchsatz wird der kleinste Wert des Durchsatzes gewertet, bei dem die Durchsatzkennlinie innerhalb der vorgegebenen Toleranz bleibt.

In vielen industriellen Prmuss der Regler einen großen Durchsatzbereich haben, der das Verhältnis des Nenndurchsatzes zum minimalen Durchsatz ist.

Eine notwendige Voraussetzung für den zuverlässigen Betrieb eines automatischen Regelsystems ist die richtige Wahl der Form der Strömungskennlinie des Regelventils.

Für ein bestimmtes System wird die Durchflusskennlinie durch die Werte der Parameter des durch das Ventil fließenden Mediums und seiner Durchflusskennlinie bestimmt. Generell unterscheidet sich die Durchflusskennlinie von der Durchflusskennlinie, da die Parameter des Mediums (hauptsächlich Druck und Druckabfall) meist von der Durchflussmenge abhängen. Daher wird die Aufgabe, die bevorzugte Durchflusscharakteristik des Regelventils auszuwählen, in zwei Schritte unterteilt:

1. Auswahl der Form der Durchflusscharakteristik, um die Konstanz des Übertragungskoeffizienten des Steuerventils im gesamten Lastbereich sicherzustellen;


2. Auswahl der Form der Durchflusskennlinie, die für die gegebenen Parameter des Mediums die gewünschte Form der Durchflusskennlinie liefert.

Bei der Modernisierung von Heizungs-, Lüftungs- und Warmwasserversorgungsanlagen werden die Dimensionen eines typischen Netzes, der verfügbare Druck und der Anfangsdruck des Mediums vorgegeben, der Regelkörper wird so gewählt, dass bei einem Mindestdurchfluss durch das Ventil der Verlust in er entspricht dem von der Quelle entwickelten Überdruck des Mediums, und die Form der Strömungskennlinie ist nahezu gegeben. Die Methode der hydraulischen Berechnung bei der Auswahl eines Steuerventils ist ziemlich mühsam.

AUZhKH trust 42 hat in Zusammenarbeit mit SUSU ein Programm zur Berechnung und Auswahl von Regulierungsbehörden für die gängigsten Heizungs- und Warmwasserversorgungssysteme entwickelt.

Zirkulationspumpen

Unabhängig vom Schema zum Anschluss der Wärmelast ist im Heizkreis eine Umwälzpumpe installiert (Abb. 2.7).

Reis. 2.7. Zirkulationspumpe (Grundfog).

Es besteht aus einem Drehzahlregler, einem Elektromotor und der Pumpe selbst. Die moderne Umwälzpumpe ist eine Nassläufer-Nassläuferpumpe, die keine Wartung benötigt. Die Motorsteuerung wird normalerweise von einem elektronischen Drehzahlregler ausgeführt, der dafür ausgelegt ist, die Leistung der Pumpe zu optimieren, die unter Bedingungen erhöhter externer Störungen arbeitet, die das Heizsystem beeinflussen.

Die Wirkung der Umwälzpumpe beruht auf der Abhängigkeit des Drucks von der Leistung der Pumpe und hat in der Regel quadratischen Charakter.

Parameter Umwälzpumpe:

• Leistung;
• maximaler Druck;
• Geschwindigkeit;
• Geschwindigkeitsbereich.

AUZhKH trust 42 verfügt über die notwendigen Informationen zur Berechnung und Auswahl von Umwälzpumpen und kann die notwendige Beratung leisten.

Wärmetauscher

Die wichtigsten Elemente der Wärmeversorgung sind Wärmetauscher. Es gibt zwei Arten von Wärmetauschern: Rohr- und Plattenwärmetauscher. Vereinfacht lässt sich ein Röhrenwärmetauscher als zwei Rohre darstellen (ein Rohr liegt grob im anderen). Der Plattenwärmetauscher ist ein kompakter Wärmetauscher, der auf einem geeigneten Rahmen aus gewellten Platten mit Dichtungen montiert ist. Rohr- und Plattenwärmetauscher werden zur Warmwasserbereitung, Heizung und Lüftung eingesetzt. Die Hauptparameter eines jeden Wärmetauschers sind:

• Energie;
• Hitzeübertragungskoeffizient;
• Druckverlust;
• maximale Betriebstemperatur;
• maximaler Arbeitsdruck;
• maximaler Durchfluss.

Rohrbündelwärmetauscher haben aufgrund niedriger Wasserdurchflussraten in den Rohren und im Ringraum einen geringen Wirkungsgrad. Dies führt zu niedrigen Werten des Wärmedurchgangskoeffizienten und damit zu unangemessen großen Abmessungen. Beim Betrieb von Wärmetauschern sind erhebliche Ablagerungen in Form von Kesselstein und Korrosionsprodukten möglich. Bei Rohrbündelwärmetauschern ist die Beseitigung von Ablagerungen sehr schwierig.

Gegenüber Röhrenwärmetauschern zeichnen sich Plattenwärmetauscher durch einen erhöhten Wirkungsgrad durch verbesserten Wärmeübergang zwischen den Platten aus, bei denen turbulentes Kühlmittel im Gegenstrom fließt. Außerdem ist die Reparatur des Wärmetauschers recht einfach und kostengünstig.

Plattenwärmetauscher lösen erfolgreich die Probleme der Warmwasserbereitung in Heizstellen praktisch ohne Wärmeverluste und werden daher heute aktiv eingesetzt.

Das Funktionsprinzip von Plattenwärmetauschern ist wie folgt. Die am Wärmeübertragungsprozess beteiligten Flüssigkeiten werden durch die Düsen in den Wärmetauscher eingebracht (Abb. 2.8).

Reis. 2.8

Auf spezielle Weise installierte Dichtungen gewährleisten die Verteilung von Flüssigkeiten in den entsprechenden Kanälen und eliminieren die Möglichkeit der Vermischung von Strömungen. Die Art der Wellen auf den Platten und die Konfiguration des Kanals werden entsprechend dem erforderlichen freien Durchgang zwischen den Platten ausgewählt, wodurch optimale Bedingungen für den Wärmeaustauschprozess gewährleistet werden.

Reis. 2.9

Der Plattenwärmetauscher (Abb. 2.9) besteht aus einem Satz gewellter Metallplatten mit Löchern in den Ecken für den Durchgang zweier Flüssigkeiten. Jede Platte ist mit einer Dichtung ausgestattet, die den Raum zwischen den Platten begrenzt und den Flüssigkeitsfluss in diesem Kanal sicherstellt. Die Durchflussmenge von Kühlmitteln, die physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten, Druckverluste und Temperaturverhältnisse bestimmen die Anzahl und Größe der Platten. Ihre geriffelte Oberfläche trägt zu einer Erhöhung der turbulenten Strömung bei. In sich kreuzenden Richtungen kontaktierend, stützen die Wellungen die Platten, die von beiden Wärmeträgern unterschiedlichen Druckbedingungen ausgesetzt sind. Um die Leistung zu ändern (Erhöhung der Heizlast), muss dem Wärmetauscherpaket eine bestimmte Anzahl von Platten hinzugefügt werden.

Zusammenfassend stellen wir fest, dass die Vorteile von Plattenwärmetauschern sind:

• Kompaktheit. Plattenwärmetauscher sind mehr als dreimal kompakter als Rohrbündelwärmetauscher und bei gleicher Leistung mehr als sechsmal leichter;
• erleichterte Installation. Wärmetauscher benötigen kein spezielles Fundament;
• geringe Wartungskosten. Die hochturbulente Strömung führt zu einem geringen Verschmutzungsgrad. Neue Modelle von Wärmetauschern sind so konzipiert, dass die reparaturfreie Betriebsdauer so weit wie möglich verlängert wird. Reinigung und Kontrolle sind zeitsparend, da bei den Wärmetauschern jedes Heizblech herausgenommen wird, das einzeln gereinigt werden kann;
• effiziente Nutzung von Wärmeenergie. Der Plattenwärmetauscher hat einen hohen Wärmedurchgangskoeffizienten, überträgt Wärme verlustarm von der Quelle zum Verbraucher;
• Verlässlichkeit;
• die Möglichkeit, die thermische Belastung durch Hinzufügen einer bestimmten Anzahl von Platten deutlich zu erhöhen.

Das Temperaturregime des Gebäudes als Regelungsobjekt

Bei der Beschreibung von technologischen Prozessen der Wärmeversorgung werden Entwurfsschemata der Statik verwendet, die stationäre Zustände beschreiben, und Entwurfsschemata der Dynamik, die Übergangsmodi beschreiben.

Die Entwurfsschemata des Wärmeversorgungssystems bestimmen die Beziehung zwischen den Eingangs- und Ausgangseffekten auf das Steuerobjekt unter den wichtigsten internen und externen Störungen.

Ein modernes Gebäude ist ein komplexes Wärme- und Stromsystem, daher werden vereinfachende Annahmen eingeführt, um das Temperaturregime eines Gebäudes zu beschreiben.

• Bei mehrstöckigen Zivilgebäuden wird der Gebäudeteil lokalisiert, für den die Berechnung durchgeführt wird. Da das Temperaturregime im Gebäude je nach Stockwerk und horizontaler Anordnung der Räumlichkeiten unterschiedlich ist, wird das Temperaturregime für eines oder mehrere der am günstigsten gelegenen Räumlichkeiten berechnet.


• Die Berechnung der konvektiven Wärmeübertragung im Raum basiert auf der Annahme, dass die Lufttemperatur zu jedem Zeitpunkt im gesamten Raumvolumen gleich ist.


• Bei der Bestimmung der Wärmeübertragung durch externe Gehäuse wird davon ausgegangen, dass das Gehäuse oder sein charakteristischer Teil in Ebenen senkrecht zur Richtung des Luftstroms die gleiche Temperatur haben. Dann wird der Prozess der Wärmeübertragung durch die Außenhüllen durch eine eindimensionale Wärmeleitungsgleichung beschrieben.


• Auch die Berechnung des Strahlungswärmeübergangs in einem Raum erlaubt eine Reihe von Vereinfachungen:

  a) wir betrachten die Raumluft als strahlendes Medium;
  b) Wir vernachlässigen Mehrfachreflexionen von Strahlungsflüssen von Oberflächen;
  c) Komplexe geometrische Formen werden durch einfachere ersetzt.



• Außenklimaparameter:

  a) Wenn das Temperaturregime der Räumlichkeiten bei Extremwerten der in einem bestimmten Gebiet möglichen Außenklimaindikatoren berechnet wird, sorgen der Wärmeschutz der Zäune und die Leistung des Mikroklimakontrollsystems für eine stabile Einhaltung der festgelegte Bedingungen;
  b) wenn wir weichere Anforderungen akzeptieren, dann kommt es im Raum zu manchen Zeitpunkten zu Abweichungen von den Auslegungsbedingungen.

Daher ist bei der Zuweisung der Auslegungsmerkmale des Außenklimas die Sicherheit der inneren Bedingungen zwingend zu berücksichtigen.

AUZhKH Trust 42 Spezialisten haben zusammen mit SUSU-Wissenschaftlern ein Computerprogramm zur Berechnung statischer und dynamischer Betriebsmodi von Teilnehmerbuchsen entwickelt.

Reis. 2.10

Auf Abb. 2.10 zeigt die wesentlichen Störfaktoren, die auf das Regelungsobjekt (Raum) einwirken. Die Wärmequelle Q, die von der Wärmequelle kommt, führt die Funktionen einer Steueraktion aus, um die Raumtemperatur T pom am Ausgang des Objekts aufrechtzuerhalten. Außentemperatur T nar, Windgeschwindigkeit V wind, Sonneneinstrahlung J rad, innerer Wärmeverlust Q innen sind störende Einflüsse. All diese Effekte sind Funktionen der Zeit und zufällig. Die Aufgabe wird dadurch erschwert, dass Wärmeübertragungsprozesse instationär sind und durch Differentialgleichungen in partiellen Ableitungen beschrieben werden.

Nachfolgend finden Sie ein vereinfachtes Konstruktionsschema des Heizsystems, das die statischen thermischen Bedingungen im Gebäude genau beschreibt und es Ihnen auch ermöglicht, die Auswirkungen der Hauptstörungen auf die Dynamik der Wärmeübertragung qualitativ zu bewerten, um die wichtigsten Methoden zur Regulierung der zu implementieren Prozesse der Raumheizung.

Derzeit werden Untersuchungen komplexer nichtlinearer Systeme (dazu gehören Wärmeübertragungsvorgänge in einem beheizten Raum) mit mathematischen Modellierungsmethoden durchgeführt. Der Einsatz von Computertechnologie zur Untersuchung der Dynamik des Raumheizungsprozesses und möglicher Steuerungsmethoden ist eine effektive und bequeme technische Methode. Die Effektivität der Modellierung liegt darin, dass die Dynamik eines komplexen realen Systems mit relativ einfachen Anwendungsprogrammen untersucht werden kann. Die mathematische Modellierung ermöglicht es Ihnen, das System mit sich ständig ändernden Parametern sowie störenden Einflüssen zu untersuchen. Der Einsatz von Modellierungssoftwarepaketen zur Untersuchung des Erwärmungsprozesses ist besonders wertvoll, da sich die Untersuchung mit analytischen Methoden als sehr aufwendig und völlig ungeeignet erweist.

Reis. 2.11

Auf Abb. 2.11 zeigt Fragmente des Konstruktionsschemas des statischen Modus des Heizsystems.

Die Figur hat folgende Symbole:

1. t 1 (T n) - die Temperatur des Netzwassers in der Versorgungsleitung des Stromnetzes;
2. T n (t) - Außentemperatur;
3. U - Mischungsverhältnis der Mischeinheit;
4. φ - relativer Verbrauch von Netzwasser;
5. ΔT - Auslegungstemperaturdifferenz im Heizsystem;
6. δt ist die berechnete Temperaturdifferenz im Wärmenetz;
7. T in - Innentemperatur von beheizten Räumen;
8. G - Verbrauch von Netzwasser am Heizpunkt;
9. D p - Wasserdruckabfall im Heizsystem;
10. t - Zeit.

Mit Teilnehmereingabe mit installierter Ausrüstung für gegebene berechnete Heizlast Q 0 und Tagesplan der Warmwasserversorgungslast Q r ermöglicht Ihnen das Programm, jede der folgenden Aufgaben zu lösen.

Bei einer beliebigen Außentemperatur T n:

• Bestimmen Sie die Innentemperatur der beheizten Räumlichkeiten T in, während die angegebenen sind der Durchfluss des Netzwassers oder der Eingang G mit und die Temperaturkurve in der Zuleitung;
• Bestimmen Sie den Verbrauch von Netzwasser für den Eingang G c, der erforderlich ist, um eine gegebene Innentemperatur der beheizten Räumlichkeiten T in mit einem bekannten Temperaturdiagramm des Heizungsnetzes bereitzustellen;
• Bestimmen Sie die erforderliche Wassertemperatur in der Zuleitung des Heizungsnetzes t 1 (Netztemperaturdiagramm), um die angegebene Innentemperatur der beheizten Räume T in bei einem bestimmten Durchfluss des Netzwassers G s sicherzustellen. Diese Aufgaben werden für jedes Heizsystem-Anschlussschema (abhängig, unabhängig) und jedes Warmwasserversorgungs-Anschlussschema (Reihe, Parallel, gemischt) gelöst.

Zusätzlich zu den angegebenen Parametern werden an allen charakteristischen Punkten des Schemas Wasserdurchflussraten und -temperaturen, Wärmedurchflussraten für das Heizsystem und thermische Belastungen beider Stufen des Erhitzers sowie Druckverluste von Wärmeträgern in ihnen bestimmt. Mit dem Programm können Sie die Modi der Teilnehmereingänge mit jeder Art von Wärmetauschern (Rohrbündel oder Platte) berechnen.

Reis. 2.12

Auf Abb. 2.12 zeigt Fragmente des Konstruktionsschemas des dynamischen Modus des Heizsystems.

Das Programm zur Berechnung des dynamischen thermischen Regimes des Gebäudes ermöglicht die Eingabe des Teilnehmers mit der ausgewählten Ausrüstung für eine bestimmte Bemessungsheizlast Q 0, um eine der folgenden Aufgaben zu lösen:

• Berechnung des Steuerschemas für das thermische Regime des Raums gemäß der Abweichung seiner Innentemperatur;
• Berechnung des Steuerschemas für das thermische Regime des Raums gemäß der Störung externer Parameter;
• Berechnung des thermischen Regimes des Gebäudes mit qualitativen, quantitativen und kombinierten Regulierungsmethoden;
• Berechnung des optimalen Reglers mit nichtlinearen statischen Kennlinien realer Anlagenelemente (Sensoren, Regelventile, Wärmetauscher etc.);
• bei beliebig zeitveränderlicher Außentemperatur T n (t) gilt:
• Bestimmung der zeitlichen Änderung der Innentemperatur der beheizten Räumlichkeiten T in;
• Bestimmung der zeitlichen Änderung des Verbrauchs von Netzwasser pa Eingang G mit dem Bedarf, eine gegebene Innentemperatur der beheizten Räumlichkeiten T in mit einem beliebigen Temperaturdiagramm des Heizungsnetzes zu versehen;
• Bestimmen Sie die zeitliche Änderung der Wassertemperatur in der Zuleitung des Heizungsnetzes t 1 (t).

Diese Aufgaben werden für jedes Heizsystem-Anschlussschema (abhängig, unabhängig) und jedes Warmwasserversorgungs-Anschlussschema (Reihe, Parallel, gemischt) gelöst.

Implementierung von ASR für die Wärmeversorgung in Wohngebäuden

Reis. 2.13

Auf Abb. 2.13 zeigt ein schematisches Diagramm eines automatischen Steuersystems für Heizung und Warmwasserversorgung in einem einzelnen Heizpunkt (ITP) mit abhängigem Anschluss des Heizungssystems und einem zweistufigen Schema von Warmwasserbereitern. Es wurde vom AUZhKH Trust 42 montiert, hat Tests und Betriebsprüfungen bestanden. Dieses System ist auf jedes Anschlussschema für Heizungs- und Warmwassersysteme dieser Art anwendbar.

Die Hauptaufgabe dieses Systems besteht darin, eine bestimmte Abhängigkeit der Änderung des Verbrauchs von Netzwasser für das Heizungs- und Warmwasserversorgungssystem von der Außenlufttemperatur aufrechtzuerhalten.

Der Anschluss der Heizungsanlage des Gebäudes an die Heizungsnetze erfolgt nach einem abhängigen Schema mit Pumpenmischung. Für die Warmwasserbereitung für den Bedarf der Warmwasserversorgung ist die Installation von Plattenheizungen geplant, die nach einem gemischten zweistufigen Schema an das Heizungsnetz angeschlossen sind.

Das Heizsystem des Gebäudes ist ein vertikales Zweirohrsystem mit einer unteren Verteilung der Hauptleitungen.

Die automatische Steuerung der Wärmeversorgung des Gebäudes umfasst Lösungen für:

• zur automatischen Steuerung des Betriebs des externen Wärmeversorgungskreislaufs;
• zur automatischen Steuerung des Betriebs des internen Kreislaufs des Heizsystems des Gebäudes;
• um eine Art von Komfort in den Räumlichkeiten zu schaffen;
• zur automatischen Steuerung des Betriebs des Warmwasser-Wärmetauschers.

Die Heizungsanlage ist mit einem mikroprozessorbasierten Wassertemperaturregler für den Heizkreislauf des Gebäudes (Innenkreis) komplett mit Temperaturfühlern und einem motorisierten Regelventil ausgestattet. Abhängig von der Außenlufttemperatur sorgt das Steuergerät für die erforderliche Temperatur des Kühlmittels zum Heizen des Gebäudes gemäß dem Heizplan und steuert das Regelventil mit einem elektrischen Antrieb, der an einer direkten Rohrleitung aus dem Heizungsnetz installiert ist. Um die maximale Temperatur des in das Heiznetz zurückgeführten Rücklaufwassers zu begrenzen, wird ein Signal von dem Temperatursensor, der an der Rücklaufwasserleitung zum Heiznetz installiert ist, in die Mikroprozessorsteuerung eingegeben. Die Mikroprozessorsteuerung schützt das Heizsystem vor dem Einfrieren. Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Differenzdrucks ist am Temperaturregelventil ein Differenzdruckregler vorgesehen.

Um die Lufttemperatur in den Räumlichkeiten des Gebäudes automatisch zu regeln, sieht das Projekt Thermostate an Heizgeräten vor. Thermoregulatoren sorgen für Komfort und sparen Heizenergie.

Um einen konstanten Differenzdruck zwischen den Vor- und Rücklaufleitungen der Heizungsanlage aufrechtzuerhalten, ist ein Differenzdruckregler installiert.

Um den Betrieb des Wärmetauschers automatisch zu steuern, ist am Heizwasser ein automatischer Temperaturregler installiert, der die Zufuhr von Heizwasser in Abhängigkeit von der Temperatur des in das Warmwassersystem eintretenden erwärmten Wassers ändert.

Gemäß den Anforderungen der „Regeln zur Abrechnung von Wärmeenergie und Kühlmittel“ von 1995 wurde die kaufmännische Abrechnung der Wärmeenergie am Eingang des Wärmenetzes in das ITP mittels eines an der Versorgungsleitung installierten Wärmezählers durchgeführt dem Heizungsnetz und einem Volumenzähler, der an der Rückleitung zum Heizungsnetz installiert ist.

Der Wärmezähler beinhaltet:

• Durchflussmesser;
• ZENTRALPROZESSOR;
• zwei Temperatursensoren.

Der Mikroprozessor-Controller zeigt die Parameter an:

• Wärmemenge;
• die Kühlmittelmenge;
• Kühlmitteltemperatur;
• Temperaturunterschied;
• Betriebsdauer des Wärmezählers.

Alle Elemente der automatischen Steuerungssysteme und der Warmwasserversorgung werden mit Danfoss-Geräten hergestellt.

Der Mikroprozessorregler ECL 9600 dient zur Regelung des Temperaturregimes von Wasser in Heizungs- und Warmwasserversorgungssystemen in zwei unabhängigen Kreisläufen und wird zur Installation an Heizpunkten verwendet.

Der Regler hat Relaisausgänge zur Ansteuerung von Regelventilen und Umwälzpumpen.

An den Regler ECL 9600 anzuschließende Elemente:

• Außenlufttemperatursensor ESMT;
• Temperatursensor am Kühlmittelvorlauf im Umlaufkreis 2, ESMA/C/U;
• reversierbarer Antrieb des Regelventils der Baureihen AMB oder AMV (220 V).

Zusätzlich können optional folgende Elemente angebracht werden:

• Rücklauftemperaturfühler vom Zirkulationskreis, ESMA/C/U;
• ESMR-Raumlufttemperatursensor.

Der Mikroprozessorregler ECL 9600 verfügt über eingebaute analoge oder digitale Timer und ein LCD-Display für eine einfache Wartung.

Die eingebaute Anzeige dient zur visuellen Beobachtung der Parameter und Einstellung.

Bei Anschluss eines Raumlufttemperaturfühlers ESMR/F wird die Temperatur des Heizmediums am Vorlauf der Heizungsanlage automatisch korrigiert.

Der Regler kann den Wert der Rücklauftemperatur aus dem Zirkulationskreis im Nachführbetrieb abhängig von der Außentemperatur begrenzen (proportionale Begrenzung) oder einen konstanten Wert für die maximale oder minimale Begrenzung der Rücklauftemperatur aus dem Zirkulationskreis einstellen.

Komfort- und Wärmesparfunktionen:

• Absenken der Temperatur in der Heizungsanlage nachts und abhängig von der Außentemperatur oder entsprechend dem eingestellten Absenkwert;
• die Möglichkeit, das System nach jedem Temperaturabfall im Heizsystem mit erhöhter Leistung zu betreiben (schnelles Aufheizen des Raums);
• die Möglichkeit der automatischen Abschaltung der Heizungsanlage bei einer bestimmten eingestellten Außentemperatur (Sommerabschaltung);
• die Fähigkeit, mit verschiedenen Arten von mechanisierten Stellgliedern des Steuerventils zu arbeiten;
• Fernbedienung des Controllers mit ESMF/ECA 9020.

Schutzfunktionen:

• Begrenzung der Höchst- und Mindesttemperatur des dem Zirkulationskreislauf zugeführten Wassers;
• Pumpensteuerung, regelmäßiger Spaziergang im Sommer;
• Schutz der Heizungsanlage vor dem Einfrieren;
• die Möglichkeit, einen Sicherheitsthermostat anzuschließen.

Moderne Ausrüstung für automatische Wärmeversorgungssteuerungssysteme

In- und ausländische Unternehmen bieten eine breite Palette moderner Geräte für automatische Wärmeversorgungssteuerungssysteme mit nahezu gleicher Funktionalität:

1. Heizungssteuerung:
   • Dämpfung der Außentemperatur.
   • Montagseffekt.
   • Lineare Beschränkungen.
   • Rücklauftemperaturgrenzen.
   • Raumtemperaturkorrektur.
   • Selbstkorrigierender Futterplan.
   • Optimierung der Startzeit.
   • Sparmodus in der Nacht.


2. Warmwassermanagement:
   • Low-Load-Funktion.
   • Rücklauftemperatur-Grenzwert.
   • Separate Zeitschaltuhr.


3. Pumpensteuerung:
   • Frostschutz.
   • Schalten Sie die Pumpe aus.
   • Pumpentausch.


4. Alarm:
   • Von der Pumpe.
   • Gefriertemperatur.
   • Allgemein.

Sätze von Wärmeversorgungsgeräten namhafter Unternehmen, Danfoss (Dänemark), Alfa Laval (Schweden), Tour und Anderson (Schweden), Raab Karcher (Deutschland), Honeywell (USA), umfassen im Allgemeinen die folgenden Instrumente und Geräte zur Steuerung und Abrechnung Systeme.

1. Ausrüstung zur Automatisierung des Heizpunkts des Gebäudes:
   


2. Wärmezähler.
   


3. Zusatzausrüstung.
   • Prüfe Ventile.
   • Kugelhähne werden zum hermetischen Absperren von Steigleitungen und zum Ablassen von Wasser installiert. Gleichzeitig erzeugen Kugelhähne im geöffneten Zustand während des Betriebs des Systems praktisch keinen zusätzlichen Widerstand. Sie können auch an allen Abzweigungen am Eingang des Gebäudes und an der Unterstation installiert werden.
   • Kugelhähne ablassen.
   • Ein Rückschlagventil ist installiert, um zu verhindern, dass Wasser aus der Versorgungsleitung in die Rücklaufleitung gelangt, wenn die Pumpe gestoppt ist.
   • Der Maschenfilter mit einem Kugelventil am Abfluss am Einlass des Systems sorgt für die Wasserreinigung von festen Suspensionen.
   • Automatische Entlüfter sorgen für eine automatische Entlüftung beim Befüllen der Heizungsanlage sowie während des Betriebs der Heizungsanlage.
   • Heizkörper.
   • Konvektoren.
   • Gegensprechanlagen ("Vika" AUZhKH vertrauen 42).

Das AUZhKH des Vertrauens 42 analysierte die Funktionalität der Ausrüstung von automatischen Wäder bekanntesten Firmen: Danfoss, Tour und Anderson, Honeywell. Mitarbeiter der Treuhand können Sie bei der Umsetzung der Geräte dieser Firmen qualifiziert beraten.