.
№ 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-
“Young Scientist”
Достарыңызбен бөлісу: |