Загрузка...Автоматика погодного регулирования со смесительным клапаном
Автоматика погодного регулирования со смесительным клапаном.
Система погодного регулирования – очень надежный новейший способ, позволяющий сэкономить тепловую энергию. Работает она с поправкой не только на изменение температуры окружающей среды, но и на температуру, изменяющуюся в помещении. Температура устанавливается в автоматическом режиме по заданному температурному графику дифференцировано по дням недели и даже по часам суток. Установка и грамотная эксплуатация данной системы в комплексе с приборами учета тепловой энергии обеспечит экономию энергоресурсов, и соответственно, Ваших денег.
Схема и принципы работы тепловых насосов
Конструктивно прибор представляет собой комплекс основных и вспомогательных элементов:
- Рабочее колесо или крыльчатка. Детали с лопастями, которые захватывают жидкость, направляют ее в приборы отопительной системы.
- Электрический двигатель. Элемент нужен для запуска оборудования в работу.
- Камера перекачивания. Отсек оснащается патрубками подачи теплоносителя и напора, которые присоединены к трубопроводам системы.
- Корпус. Служит для защиты прибора от порчи при механическом воздействии, может изготавливаться из чугуна или термостойкого пластика.
- Клеммы. Коробка с клеммами нужна для подключения агрегата к электрической сети, для получения питания для всех элементов и регулирующих деталей.
Как работает насос: по патрубку подачи в перекачивающую камеру оборудования поступает теплоноситель, далее электромотор запускает работу крыльчатки, лопасти которой захватывают жидкость. После этого давление на теплоноситель повышается, он направляется в патрубок выпуска, который присоединен к трубопроводу магистрали.
Простая схема для насоса для отопления не требует особых умений при монтаже, также не будет проблем с выяснением причины остановки оборудования – нет питания, засорилась крыльчатка. Никаких дополнительных функциональных особенностей нагнетатель не несет, давление в системе не повышает, нужен только для обеспечения нормальной циркуляции жидкости в приборах.
Система управления микроклиматом теплицы
Выращивание в промышленных масштабах тепличной сельхозпродукции в условиях искусственного климата представляет собой непростую технологическую задачу. На урожайность и качество продукции влияет множество факторов. Это температурный режим, освещение, полив, распыление химических реагентов, проветривание. Предлагаемая статья знакомит читателей с работой системы автоматики на базе приборов ОВЕН в тепличном хозяйстве «Нефтекамский».
Отопление теплиц в условиях российского климата – дело не дешевое – энергозатраты на содержание в зимний период значительно превышают затраты на отопление жилых зданий. Поэтому при постройке теплиц весьма актуальны проектировочные решения, позволяющие снизить энергопотребление. В этом вопросе основное место отводится современному автоматическому оборудованию. Для создания оптимальных условий выращивания овощей круглый год в тепличном комбинате «Нефтекамский» была разработана и внедрена в эксплуатацию система автоматизированного регулирования микроклимата теплицы (САР МТ).
Тепло, как летом
Оборудование для отопления теплицы включает в себя систему подогрева воздуха и грунта. Прогрев почвы сельскохозяйственных культур уменьшает срок вегетации растений за счет равномерного развития корневой системы (в среднем на две-три недели) и повышает урожайность (на 35–45 %). Сейчас самыми распространенными являются водяные системы, которые обеспечивают равномерное распределение тепла, что положительно сказывается на росте растений. Схема проста – теплоноситель (вода) нагревается в отопительном котле и с помощью циркуляционного насоса прокачивается по системе трубопроводов через трубные радиаторы, отдавая тепло воздуху и почве. Для наиболее эффективного обогрева всего объема теплицы стальные трубы могут быть размещены в нескольких ярусах. В нефтекамских теплицах – два яруса. Нижний – для прогрева грунта – расположен на уровне почвы между рядами растений (шаг укладки труб определяется теплотехническим расчетом и составляет 20–30 см). Верхний – под покрытием. Важно, чтобы была возможность раздельной регуляции отопительных приборов в разных ярусах. Температура теплоносителя в системе подогрева грунта составляет около 40 °С (чтобы не пересушить корневую систему).
Возможности регулировки
Обеспечить теплицу теплом – это полдела, его еще нужно точно дозировать. Температура внутреннего воздуха в теплице должна изменяться в зависимости от культурооборота и вида овощей, а для одних и тех же овощей – в процессе роста и созревания в зависимости от времени суток. Для огурцов, например, температура воздуха в ночное время (около 18 °С) должна быть ниже, чем в дневное время (около 22 °С). Температура корнеобитаемого слоя почвы должна равняться температуре воздуха (или быть несколько выше).
Контролирование микроклимата наиболее эффективно с использованием электронных устройств, обеспечивающих управление температурой. Регуляция осуществляется несколькими способами – например, автоматическим открытием фрамуг, закрытием термостатов, снижением скорости работы циркуляционных насосов. С внедрением автоматизированной системы на комбинате «Нефтекамский» была проведена работа по разделению контуров обогрева на нижний и верхний. В качестве регулирующих органов были использованы имеющиеся трехходовые регулирующие клапаны. Для создания однородного температурного поля в каждом контуре обогрева установлены циркуляционные насосы TP100 фирмы GRUNDFOS.
Распределенная система управления
Распределенная система управления представляет собой двухуровневую сетевую структуру. Структурная схема САР МТ представлена на рис. 1.
Первый уровень объединяет программируемые контроллеры ОВЕН ПЛК100 (по одному на каждую теплицу) с контроллером верхнего уровня (ПЛК100), операторской станцией и модулями дискретного ввода/вывода ОВЕН МДВВ по сети Ethernet. К процессорным модулям можно подключать различные внешние периферийные устройства по последовательному интерфейсу RS-485/RS-232.
Подобная структура обеспечивает большие коммуникационные возможности, позволяющие с помощью стандартных интерфейсов и протоколов подключиться к управляющему устройству верхнего уровня. Второй уровень АСУ реализован на основе модулей ввода/вывода ОВЕН МВА8, операторской панели ОВЕН ИП320, датчиков температуры, других устройств и интерфейса RS-485/RS-232. Полевая сеть построена с несколькими линиями передачи данных.
Операторская станция получает данные с контроллеров по сети Ethernet для ведения журнала событий с регистрацией реального времени, сбоях и нештатных ситуациях. На компьютере отображаются все контролируемые параметры теплицы, задаются новые уставки для регуляторов и фрамуг. В качестве OPC-клиента используется SCADA-система. В рамках системы выполнены все задачи по архивации, сигнализации, протоколированию и организации человеко-машинного интерфейса.
Для обмена данными между контроллерами удобным оказался механизм сетевых переменных, благодаря которым оператор, находясь в удаленной теплице, может видеть на панели оператора ИП320 температуру и влажность наружного воздуха, направление и скорость ветра. Датчики, измеряющие эти физические величины, подключены к ПЛК верхнего уровня и доступны всем контроллерам первого уровня посредством простого и быстрого доступа к сетевым переменным.
Контроллер верхнего уровня обеспечивает работу всего тепличного комбината (без учета особенностей каждой теплицы): регулирует температуру и влажность с учетом состояния наружного воздуха, скорости и направления ветра, а также контролирует температуру и давление теплоносителя на входе и выходе.
В контроллерах теплицы решаются задачи автоматического регулирования температуры по двум контурам обогрева, управления циркуляционными насосами и приводами фрамуг, включением/выключением освещения. В теплице применяется двойная регулировка: один термостат установлен на поверхности пола, второй – в верхней точке, под коньком крыши. Щит управления со встроенными ПЛК100 и панелью оператора ИП320 находится в непосредственной близости от входа в теплицу.
Ввод аналоговых сигналов температуры, влажности, указателей положения регулирующих клапанов и фрамуг осуществлялся с помощью модулей МВА8. Для ввода сигналов состояния оборудования и вывода управляющих сигналов используются каналы контроллера ПЛК100, а также каналы модуля МДВВ. Удобной оказалась и панель оператора ИП320. В результате приобретенного опыта ее эксплуатации пришло решение продублировать на ней все функции местного управления, реализованные с помощью традиционных кнопочных постов.
Развитие проекта носит эволюционный характер
В настоящее время отработаны базовые схемы, обеспечивающие хорошее качество, быстродействие и надежность автоматизированной системы. В дальнейшем алгоритмы и решения будут усложняться для повышения качественных показателей САР МТ. Эта задача решаема – потенциал, заложенный в оборудовании ОВЕН, позволяет на это рассчитывать. Сейчас, например, решается проблема тепловой инерционности теплицы, создаваемой из-за неравномерности температурного поля, зависящего от направления и скорости ветра. Для этого к существующей системе двухконтурного обогрева необходимо будет добавить регулируемые тепловые контуры боковины и торца теплицы.
Отдельная задача – это контроль работы привода фрамуг, которые являются важной и ответственной частью тепличного хозяйства. Механизм привода представляет собой распределенную кинематическую схему, состоящую из электроприводов, валов, редукторов, реечных механизмов. При наличии множества механических сочленений, рассредоточенных под поверхностью прозрачного шатра теплицы, в них нередко появляются повреждения. Из-за этого возникают проблемы автоматического управления. А иметь достоверную информацию работы всех элементов привода фрамуг очень важно.
Заключение
На комбинате «Нефтекамский» с минимальными затратами была создана простая в эксплуатации, надежная, с хорошими рабочими характеристиками система. Анализируя данные, автоматика устанавливает такой климат в теплицах, что смена погоды не оказывает негативного воздействия на растения. Система позволяет снизить издержки при выращивании овощей, экономить энергоресурсы, минимизировать влияние человеческого фактора.
Индивидуальные счетчики
Один из самых эффективных способов регулировать потребления тепла и платить за него меньше — это установка индивидуальных приборов тепла.
«В подавляющем большинстве, жильцы никак не могут контролировать объемы подачи тепла, которые регулируются нормативами. Очевидным выходом являются индивидуальные приборы учета тепла, которые позволяют не только контролировать объемы потребления тепла, но и снижать при необходимости. Экономия может доходить до 30%», — рассказал член Общественного совета при Минстрое России Рифат Гарипов.
Однако данный способ подходит далеко не всем. Установить счетчик можно, если в многоквартирном доме предусмотрена горизонтальная разводка системы отопления — когда стояки отопления размещены в подъезде, а к квартирам выводятся две трубы — прямая и обратная. Но она встречается лишь в новостройках.
Кроме того, перейти на отопление по индивидуальным приборам учета можно только одновременно всем домом. Данное решение принимается на общем собрании собственников. Поэтому придется объяснять соседям плюсы и договориться об установке индивидуальных счетчиков.
Научное общество учащихся «Эврика»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Нижегородского района г.Н.Новгорода
Повышение эффективности системы отопления гостиничных комплексов за счет современных систем автоматизации
Доминник Дарья Михайловна
ученица 11 «Б» класса
1.1 Общее понятие системы отопления ………………….……….………………5
1.2 Система отопления гостиниц …………………………………………………..6
2 Применение системы регулировки отопления…………………………………8
2.1 Как работает система регулировки теплоты ……………………………….…8
2.2 Экономический анализ решения …………………………………. ………. 10
2.3 Расчет экономии для гостиницы «Александровский Сад» ……………….….12
3.1 Назначение контроллеров отопления…………………………………….…..14
3.2 Общие характеристики контроллеров………………………………….……14
Производители клапанов подпитки
Основными производителями рассматриваемых клапанов являются Watts (Германия) и Emmeti (Италия) .
p, blockquote 20,0,0,0,0 —>
Производство компании Watts Industries (входит в концерн WATTS WATER TECHNOLOGIES) берёт своё начало в 1874 году. Это крупнейший производитель инженерной сантехники в Евросоюзе. Выпускает системы отопления, водяного снабжения и водоподготовки для жилых, коммерческих и общественных зданий. Подпиточные клапаны компании зарекомендовали себя как качественные, надёжные, эффективные.
p, blockquote 21,0,0,0,0 —>
Watts> имеет свыше 20 наград международных отраслевых выставок инноваций в сфере отопления и водоснабжения.
p, blockquote 22,0,0,0,0 —>
Подпиточный клапан НВ EMMETI ALIMATIC
Emmeti – это компания, выпускающая компоненты для обогревательных систем с 1976 года. Главной её целью является качество. Научные разработки, инновационные технологии и стабильное развитие – это ключевые факторы успеха. Продукция Emmeti имеет сертификаты качества в соответствии со стандартами ISO 9001. Клапаны подпиточные EMMETI отличаются высоким качеством материалов и сборки.
p, blockquote 23,0,0,0,0 —> p, blockquote 24,0,0,0,1 —>
Автоматический клапан подпитки является простым способом избежать перебоев в работе обогревательной системы. Не нужно время от времени проверять давление, перекрывать насос и вручную восполнять количество жидкости. Немного вложений и времени на монтаж – и система обогрева будет функционировать без отказа, а в доме всегда будет благоприятный микроклимат.
Как обеспечить контроль отопления в системе «умный дом»?
Для обеспечения контроля над отопительными приборами можно пойти двумя путями:
- Установить на каждое обогревательное устройство индивидуальный термостат, с заложенной программой поддержания температурного режима.
- Создать систему управления целой группой отопительных приборов, в центре которой будет находиться главный блок.
Второй вариант является более предпочтительным, так как вносить изменения в сценарий работы термостатов гораздо проще. Для этого потребуется лишь перепрограммировать центральный процессор, вместо того, чтобы изменять настройки каждого терморегулятора в отдельности.
Терморегуляторы на батареи
Термостаты, используемые для регулировки нагрева радиаторов центрального отопления, функционируют по принципу температурных клапанов. По способу настройки они разделяются на три типа:
- Ручные. Регулировка подачи теплоносителя в этих, самых простых приборах производится путём ручной настройки – поворотом вентиля.
- Механические. Для их программирования также понадобиться непосредственное ручное выставление параметров. Но они, в отличие от ручных регуляторов, способны в автоматическом режиме поддерживать заданную температуру.
- Электронные. Самый сложный тип терморегуляторов для батарей. Имеют встроенный программируемый микропроцессор, а некоторые модели способны поддерживать удалённую связь с центральным блоком управления. Такие устройства можно полностью интегрировать в систему «умный дом», и управлять параметрами нагрева батарей в удалённом режиме.
Типичный пример терморегуляторов, предназначенных для установки на батареи центрального отопления, устройства от датской компании Danfoss. Конструктивно они состоят из двух частей:
- Клапан, регулирующий подачу воды.
- Термостатическая головка, приводящая клапан в движение, в зависимости от заданных температурных параметров.
Механический термостат действует благодаря особому наполнителю. Внутри термостатической головки располагается сильфон – камера, наполненная газом или жидкостью с высокими показателями температурного расширения. При повышении температуры наполнитель увеличивается в объёме, толкает шток клапана, который перекрывает ток горячей воды к радиатору.
Комнатный термостат
По другому принципу действуют высокоинтеллектуальные терморегуляторы. Среди них популярные на сегодня комнатные термостаты Xiaomi. Основной датчик, управляющий устройством – термометр, установленный на расстоянии от обогревательного прибора. Он может быть связан с термостатом проводами, или беспроводной связью. В соответствии с показаниями термометра, умный терморегулятор при помощи сервоприводов, приводящихся в движение электричеством, закрывает клапан на отопительном радиаторе.
Температурный датчик может подключаться к центральному «мозгу» умного дома, от которого электронный термостат получает сигнал на открытие/закрытие клапана при помощи радиосвязи или WiFi. Точно также могут получать распоряжения от центрального блока устройства, регулирующие электрические отопительные приборы. В этом случае не перекрывается ток теплоносителя, а происходит размыкание питающей электроцепи.
