Issn 2072-0297 Молодой учёный Международный научный журнал Выходит еженедельно №3 (137) / 2017 р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я : Главный редактор
жүктеу/скачать 9,13 Mb. Pdf көрінісі
|
moluch 137 ch1
- Бұл бет үшін навигация:
- Ключевые слова
| .
№ 3 (137) . Январь 2017 г. 56 Технические науки Т Е Х Н И Ч Е С К И Е Н А У К И Управление системой горячего водоснабжения зданий и сооружений с эффективным пластинчатым теплообменником Александрова Анна Федоровна, аспирант Сибирский федеральный университет (г. Красноярск) Приведены исследования характерных режимов работы теплообменной системы горячего водоснабжения зданий; даны рекомендации по экономия тепловой энергии. Ключевые слова: горячее водоснабжение, теплообменник, клапан с электрическим приводом, тепловая энергия В ведение. Наиболее производительной передачей тепла в системах горячего водоснабжения (ГВС) на сегодняшний день является применение пластинча- того теплообменника. Как правило, такой теплообменник имеет объем 10–12 литров. Его теплообменные свойства способны обеспечить горячей водой восьмидесяти квар- тирный дом. Однако, накопленная емкость горячей воды для восьмидесяти квартирного дома очень маленькая, т. е. теплообмен осуществляется, но емкости теплообменника не достаточно при активном потреблении горячей воды. Это связано с переходом положения клапана в открытое состояние, которое достигает 40 секунд. Таким образом, клапан не способен перестроится на новый режим работы теплообменника [1]. Основную проблему можно отметить следующим об- разом: теплообменник может обеспечить, но большая инерционность клапана, не позволяет перестроиться в нужный режим в течении 2–3 секунд. Следовательно, этих 40 секунд достаточно много, в силу того, что опусто- шение 10–12 литров теплообменника происходит за не- сколько секунд. В качестве решения таких проблем ис- пользуют накопительный бак 200–300 литров, для увеличения накопленной горячей воды. Также, благодаря применению накопительного бака можно обеспечить рас- пределение воды между ночными и дневными часами, под- держивать и с легкостью контролировать температуру воды. Недостатком накопительного бака является перио- дическое обслуживание, промывание внутренней поверх- ности, габариты, затраты на покупку и установку [2, 3]. Актуальность работы заключается в что наибольший теоретический интерес представляет исследование харак- терных режимов работы теплообменной системы ГВС [4, 5]. В системе ГВС характерен режим непредсказуемого изменения потребления теплоносителя в связи с появле- нием эффективных пластинчатых теплообменников, где приобретает актуальность задача быстродействия, ко- торая ранее в таких системах не рассматривалась. По- мимо этого, при отсутствии потребления необходимо ста- билизировать температуру обратного теплоносителя. Цель исследований — повышение качества управ- ления системы ГВС, путем обеспечения максимального быстродействия. Объектами исследования являются автоматизиро- ванные системы управления ГВС зданий и сооружений с эффективным пластинчатым теплообменником. На рисунке 1 приведена закрытая схема системы ГВС. Основным элементом управления используется задвижка 1 с управляемым положением штока. Также используется высокоэффективный теплообменник 2, циркуляционные насосы 3, 4 и клапан с электрическим приводом 5 [6, 7, 8]. Для таких систем осуществляется индивидуальная на- стройка клапана, где управление клапаном производится широтно-импульсным способом по независимым про- порционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) законам регулирования. Этот элемент придает системе большую инерционность, а именно количество воды, не- обходимое для нагрева внутреннего контура системы ГВС ограничено в рамках времени полного открытия и за- крытия клапана. При активном потреблении клапан не успевает перейти в нужное положение либо открыться полностью для заполнения системы водой, а теплоно- ситель внутреннего контура системы не может быть на- гретым до необходимой температуры. Это приводит к по- явлению холодной воды из крана горячей у потребителя. При мгновенном потреблении горячей воды, емкость этого теплообменника заметно снизится. Для активного теплообмена, регулирующему клапану (рисунок 2) не- обходимо перейти в нужный режим работы, переход ко- |