Регулирование температуры теплоносителя в системе отопления - RemontOtdelka23.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Регулирование температуры теплоносителя в системе отопления

Температура теплоносителя в системе отопления: расчет и регулирование

Какой должна быть температура теплоносителя в системе отопления, чтобы в доме жилось комфортно? Этот момент интересует многих потребителей.

При выборе температурного режима, учитывается несколько факторов:

  • необходимость достижения нужной степени обогрева помещений;
  • обеспечение надежной, стабильной, экономичной и продолжительной работы отопительного оборудования;
  • эффективная передача тепловой энергии по трубопроводам.

Температура теплоносителя в отопительной сети

Но следует учитывать, что в зависимости от температуры воздуха снаружи здания строение через ограждающие конструкции может терять разную величину тепла. Поэтому температура теплоносителя в системе отопления, исходя из внешних факторов, варьируется пределе от 30 до 90 градусов. При нагреве воды свыше в отопительной конструкции начинается разложение лакокрасочных покрытий, что запрещено санитарными нормами.

Оптимальная температура для котельной

Для обеспечения эффективной теплоотдачи в котлах отопления должна быть более высокая температура, поскольку, чем больше тепла может перенести определенный объем воды, тем лучше степень обогрева. Поэтому на выходе из теплогенератора стараются приблизить температуру жидкости к максимально допустимым показателям.

Помимо этого, минимальный нагрев воды или другого теплоносителя в котле нельзя опускать ниже точки росы (обычно данный параметр равен 60-70 градусов, но он во многом зависит от технических особенностей модели агрегата и вида топлива). В противном случае при горении теплогенератора появляется конденсат, который в соединении с агрессивными веществами, имеющимися в составе дымовых газов, приводит к повышенному износу прибора.

Согласование температуры воды в котле и системе

Существует два варианта, как можно согласовать высокотемпературные теплоносители в котле и более низкотемпературные в отопительной системе:

  1. В первом случае следует пренебречь эффективностью функционирования котла и на выходе из него выдавать теплоноситель такой степени нагрева, которая требуется системе в настоящее время. Так поступают в работе небольших котельных. Но в итоге получается не всегда подавать теплоноситель в соответствии с оптимальным температурным режимом согласно графику (прочитайте: “График отопительного сезона – начало и конец сезона”). В последнее время все чаще в небольших котельных на выходе монтируют регулятор нагрева воды с учетом показаний, который фиксирует датчик температуры теплоносителя.
  2. Во втором случае, нагрев воды для транспортировки по сетям на выходе из котельной делают максимальным. Далее в непосредственной близости от потребителей производится автоматическое регулирование температуры теплоносителя до необходимых значений. Такой способ считается более прогрессивным, его применяют на многих крупных теплосетях, а поскольку регуляторы и датчики стали дешевле, его все чаще используют на небольших объектах теплоснабжения.

Принцип работы регуляторов отопления

Регулятор температуры теплоносителя, циркулирующего в отопительной системе – это прибор, с помощью которого обеспечивается автоматический контроль и корректировка температурных параметров воды.

Состоит данное устройство, изображенное на фото, из следующих элементов:

  • вычислительный и коммутирующий узел;
  • рабочий механизм на трубе подачи горячего теплоносителя;
  • исполнительный блок, предназначенный для подмеса теплоносителя, поступающего из обратки. В ряде случаев устанавливают трехходовой кран;
  • повысительный насос на участке подачи;
  • не всегда повысительный насос на отрезке «холодного перепуска»;
  • датчик на линии подачи теплоносителя;
  • клапаны и запорная арматура;
  • датчик на обратке;
  • датчик температуры наружного воздуха;
  • несколько датчиков температуры помещения.

Теперь необходимо разобраться, как происходит регулирование температуры теплоносителя и как функционирует регулятор.

На выходе из отопительной системы (обратке) температура теплоносителя зависит от объема воды, прошедшей через нее, поскольку нагрузка является относительно постоянной величиной. Прикрывая подачу жидкости, регулятор тем самым увеличивает разность между линией подачи и обраткой до требуемого значения (на данных трубопроводах устанавливают датчики).

Когда наоборот необходимо увеличить поток теплоносителя, тогда в систему теплоснабжения врезают повысительный насос, которым тоже управляет регулятор. С целью понижения температуры водяного входящего потока применяют холодный перепуск», который означает, что часть носителя тепла, уже проциркулировавшего по системе, вновь направляют на вход.

В результате регулятор, перераспределяя потоки теплоносителя в зависимости от данных, зафиксированных датчиком, обеспечивает соблюдение температурного графика отопительной системы.

Нередко такой регулятор комбинируют с регулятором горячего водоснабжения с помощью одного вычислительного узла. Прибор, регулирующий ГВС, проще в управлении и в части исполнительных механизмов. При помощи датчика на линии горячего водоснабжения выполняется регулировка прохода воды через бойлер и в итоге она стабильно имеет стандартные 50 градусов (прочитайте: “Отопление через водонагреватель”).

Преимущества применения регулятора в теплоснабжении

Использование регулятора в отопительной системе имеет следующие положительные моменты:

  • он позволяет четко выдерживать температурный график, в основе которого лежит расчет температуры теплоносителя (прочитайте: “Правильный расчет теплоносителя в системе отопления”);
  • не допускается повышенный нагрев воды в системе и тем самым обеспечивается экономное расходование топлива и тепловой энергии;
  • производство тепла и его транспортировка происходят в котельных при самых эффективных параметрах, а необходимые для обогрева характеристики теплоносителя и ГВС создает регулятор в ближайшем к потребителю тепловом узле или пункте (прочитайте: “Теплоноситель для системы отопления – параметры давления и скорости”);
  • для всех абонентов теплосети обеспечиваются одинаковые условия вне зависимости от расстояния до источника теплообеспечения.

Посмотрите также видео о циркуляции теплоносителя в системе отопления:

Блог об энергетике

энергетика простыми словами

Регулирование температуры теплоносителя

В этой статье я хочу рассказать каким образом и на основании чего производится регулирование температуры теплоносителя. Не думаю, что данная статья будет полезна или интересна работникам теплоэнергетики, так как ничего нового они из нее не почерпнут. А вот обычным гражданам она, надеюсь, окажется полезной.

4.11.1. Режим работы теплофикационной установки электростанции и районной котельной (давление в подающих и обратных трубопроводах и температура в подающих трубопроводах) должен быть организован в соответствии с заданием диспетчера тепловой сети.

Температура сетевой воды в подающих трубопроводах в соответствии с утвержденным для системы теплоснабжения температурным графиком должна быть задана по усредненной температуре наружного воздуха за промежуток времени в пределах 12 — 24 ч, определяемый диспетчером тепловой сети в зависимости от длины сетей, климатических условий и других факторов.

Температурный график разрабатывается для каждого города, в зависимости от местных условий. В нем четко определено какая должна быть температура сетевой воды в тепловой сети при конкретной температуре наружного воздуха. Например, при -35° температура теплоносителя должна быть 130/70. Первая цифра определяет температуру в подающем трубопроводе, вторая — в обратном. Задает эту температуру диспетчер тепловых сетей для всех теплоисточников (ТЭЦ, котельные).

Правила допускают отклонения от заданных параметров:

4.11.1. Отклонения от заданного режима за головными задвижками электростанции (котельной) должны быть не более:

  • по температуре воды, поступающей в тепловую сеть, ±3%;
  • по давлению в подающих трубопроводах ±5%;
  • по давлению в обратных трубопроводах ±0,2 кгс/см2 (±20 кПа).

4.12.36. Для водяных систем теплоснабжения в основу режима отпуска тепла должен быть положен график центрального качественного регулирования. Допускается применение качественно-количественного и количественного графиков регулирования отпуска тепла при необходимом уровне оснащения источников тепловой энергии, тепловых сетей и систем теплопотребления средствами автоматического регулирования, разработке соответствующих гидравлических режимов.

При наличии нагрузки горячего водоснабжения минимальная температура воды в подающем трубопроводе сети должна быть:

  • для закрытых схем не ниже 70°С;
  • для открытых схем горячего водоснабжения не ниже 60°С.

Этой весной мне позвонил один мужик и стал мне рассказывать как жарко у него дома и, что приходится и днем и ночью держать окна открытыми и т. д. и т. п. На улице, действительно, было уже тепло, но постановления об окончании отопительного сезона еще не было. Я пытался ему объяснить, что прохладнее батареи не станут, т. к. на выходе из котельной температура теплоносителя составляет минимальные 70°С, согласно правилам. Мои доводы разбивались о стену непонимания этого «разогретого парня». Живет он недалеко от котельной, поэтому получал тепловую энергию практически без потерь. Я искренне сочувствовал ему, так как сам страдал от жары в квартире, но слушать меня он не хотел. «Убавьте температуру и точка!» Помочь я ему не мог, только и посоветовал обратиться к своим жилищникам, чтобы они «прижали» отопление в доме.

С такой проблемой люди сталкиваются в начале (в конце) отопительного сезона, т. к. на улице еще бывают (уже стали) теплые деньки, а батареи «жарят» по-полной. Как с этим можно бороться я рассказывал в статье «Регулирование температуры отопительных радиаторов (батарей)».

Читайте также:  Как правильно развести отопление в двухэтажном доме

Так что, дорогие граждане, не пытайтесь как-то воздействовать на тепловые сети, если вам стало очень жарко весной. Они ничего для вас не сделают, т. к. не имеют ни права ни возможности. Жалуйтесь в администрацию, тогда, возможно, они прикажут прекратить отопительный сезон раньше. Но помните, что весной температура на улице изменчива и, если сегодня тепло и вы добились отключения отопления, то завтра может стать очень холодно, а отключать оборудование гораздо быстрее, чем включать его в работу.

Теперь поговорим о том, как бывает холодно в квартире зимой, особенно когда основательно «подморозит». Если в квартире холодно, то кто обычно виноват? Правильно — тепловые сети! Так думают большинство граждан. Отчасти, они правы, но не все так просто.

Начнем с того, что в сильные морозы газоснабжающие организации могут ввести ограничение на поставки газа. Из-за этого котельным приходится поддерживать температуру теплоносителя «сколько получится». Как правило, градусов на 10 ниже, чем заложено в температурном графике. Электростанциям проще — они переходят на сжигание мазута, а котельным, которые зачастую стоят чуть ли не посреди жилых кварталов, жечь мазут разрешают только в аварийных случаях (например, полное прекращение газоснабжения), чтобы люди не замерзли совсем. Из-за ограничений поставок газа могут даже отключить горячую воду, чтобы снизить расходы теплоносителя и тем самым поддерживать температуру в системах отопления на нужном уровне. Так что не удивляйтесь в случае чего.

Также причиной того, что зимой в квартирах холодно, является высокая степень изношенности самих тепловых сетей, а в частности тепловой изоляции трубопроводов. В результате, в дома, которые находятся довольно далеко от теплоисточника теплоноситель «доходит» уже порядком остывший.

Ну и последняя причина, о которой я расскажу — это неудовлетворительная теплоизоляция самих квартир и домов. Щели в окнах, дверях, отсутствие теплоизоляции самого дома — все это приводит к тому, что тепло уходит в окружающую среду и нам холодно. Эту причину устранить можете вы сами. Установите новые окна, сделайте теплоизоляцию квартиры, поменяйте радиаторы отопления на новые, ведь со временем чугунные батареи забиваются и теплоотдача значительно снижается. Кстати, если покрасить батарею в черный цвет, то она будет греть лучше. Это не шутка, опыты подтверждают этот факт.

Ну вот, кажется, и все, что я хотел рассказать в этой статье. Так же хочу оговориться, что я писал статью, основываясь во многом на личном опыте. В разных регионах нашей страны ситуация может быть разной и в корне отличаться от того, что я тут понаписал. Но в целом, думаю, обстановка схожа. По крайней мере в крупных городах.

Регулирование в системах напольного отопления

Запись дневника создана пользователем evraz, 16.11.13
Просмотров: 6.974, Комментариев: 3

Источник: aqua-therm. ru от10 июля 2008 г.

Некогда считавшееся роскошью напольное отопление стало в европейских странах практически одним из стандартных для индивидуального жилья вариантов. Оно комфортно, гигиенично, долговечно и требует минимального обслуживания. Кроме того, работа отопления в низкотемпературной области позволяет снизить затраты энергии. Однако вышеперечисленные достоинства «теплого пола» не всегда подтверждают владельцы оснащенного им жилья. Причинами этого чаще всего являются неправильный расчет и гидравлическая наладка системы.

Тепловая нагрузка и стороннее тепло
Для поддержания в помещении заданной температуры система отопления должна осуществлять непрерывный подвод тепла в количестве, компенсирующем его потери через стены, пол, потолок, окна и двери. Величина тепловых потерь зависит от температуры наружного воздуха. В соответствии с ее значением автоматика современных отопительных систем регулирует подачу тепла в помещение. При этом температура теплоносителя для всех помещений дома одинакова.

Кроме тепла системы отопления, в помещения дома поступает тепло от солнечного излучения (особенно через большие окна на южной стороне), декоративных печей и каминов, кухонных плит и осветительных приборов, телевизоров, компьютеров и самих людей.

Интенсивность, продолжительность и частота подвода такого тепла переменны. оступление тепла через остекление южных стен в феврале может составлять до 70 % общей тепловой нагрузки. Камин способен полностью покрывать тепловую потребность помещения. На другие источники стороннего тепла приходится обычно менее 25 % нагрузки.

Несмотря на наличие комнатных термостатов, быстрая реакция напольного отопления на подвод стороннего тепла невозможна из-за инерционности этой системы. При укладке греющих труб в бесшовную бетонную стяжку время реагирования «теплого пола» на изменение количества поступающего тепла составляет около двух часов.

Таким образом, быстро среагировавший на поступление стороннего тепла комнатный термостат отключает напольное отопление, которое продолжает отдавать тепло еще примерно в течение двух часов. При прекращении поступления стороннего тепла и открытии термостатического клапана полное прогревание пола достигается только спустя такое же время.

Хотя с точки зрения энергосбережения регулирование температуры в помещении целесообразно, оно при быстром изменении температуры не работает. Действенным оказывается только эффект саморегулирования.

Эффект саморегулирования
Саморегулирование – сложный динамический процесс. Однако на практике подача тепла напольным отоплением регулируется естественным путем без вмешательства механических устройств благодаря двум следующим закономерностям: 1) тепло всегда распространяется от более нагретой зоны к более холодной; 2) величина теплового потока определяется разностью температур.

Ниже приведены четыре простых примера, иллюстрирующих эффект саморегулирования. Температуры воздуха вне помещения, внутри него, температура пола и количество поступающей в систему отопления горячей воды приняты в них неизменными. Меняется только температура воздуха в помещении из-за поступления постороннего тепла и холодного воздуха через неплотности помещения.

На рис. 1 приведен пример среднего рабочего состояния во время отопительного периода. Поступлений стороннего тепла нет. При средней температуре наружного воздуха пол с температурой 24 °С отдает всё тепло воздуху помещения, в котором поддерживается температура 20 °С. При 0 % сторонних теплопоступлений теплоотдача пола – 100 %.

Пример 2. Граничные условия те же, но из-за поступления стороннего тепла температура в помещении повысилась до 22 °С (рис. 2). В результате теплоотдача пола уменьшилась вдвое, так как разность температур пола и воздуха снизилась до 2 °С. В данном случае «теплый пол» покрывает только 50 % тепловой нагрузки, остальные 50 % тепла поступают от сторонних источников.

Пример 3. Из-за большого подвода тепла извне температура в помещении увеличилась до 24 °С, сравнявшись с температурой пола (рис. 3). В результате теплоотдача напольного отопления снизилась до нуля. То есть вся тепловая нагрузка покрывается в данном случае теплом от сторонних источников.

Пример 4. Для проветривания в помещении были открыты окна, и температура комнатного воздуха кратковременно снизилась до 16 °С (рис. 4). Разность температуры пола и воздуха достигла 8 °С, что обусловило повышение теплоотдачи пола до 200 %.


Документ требует организации регулирования температуры подаваемого в здание теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха (EnEV § 12/1). Это обеспечивает поступление в распределительную сеть такого количества тепла, которое может быть использовано в ближайшее время.

Кроме того, количество тепла, подаваемого в помещения, должно регулироваться в зависимости от температуры их внутреннего воздуха (EnEV § 12/2), что позволяет корректировать работу отопления с учетом поступлений стороннего тепла – от солнечного излучения, бытовых приборов и т. д.

На рис. 5 показана принципиальная схема напольного отопления здания, включающая с учетом перечисленных выше требований следующие элементы регулирования: AT – датчик температуры наружного воздуха; MV– трехходовой клапан здания; RF – датчик температуры воздуха в помещении; RV – регулирующий клапан помещения.

При правильно рассчитанной и гидравлически отлаженной отопительной установке было бы достаточно лишь погодозависимого регулирования с изменением температуры подаваемого в здание теплоносителя – при условии отсутствия поступлений стороннего тепла. Однако эффект саморегулирования – непременная составляющая реальных процессов.

Регулирование температуры в помещениях изменением количества подаваемого теплоносителя обеспечивает экономию энергии. Однако если управление подачей осуществляется в режиме «включено-выключено», напольное отопление может не обеспечить поддержания комфортной температуры.

Пусть поступление стороннего тепла отсутствует: тепло в помещение подается только от пола, а уходит в окружающую среду через ограждающие конструкции (рис. 6). Если помещение начинает обогреваться солнцем, входной клапан закрывается (рис. 7), и примерно через два часа пол и помещение охлаждаются.

Читайте также:  Как снять краску с батареи отопления

При кратковременных интенсивных поступлениях стороннего тепла система регулирования не справляется с работой, вследствие чего имеют место колебания температуры помещения и пола.

Данный недостаток можно устранить, повысив теплоотдачу пола путем укладки греющей трубы с меньшим шагом (искусственный перегрев помещения увеличивает частоту срабатывания термостатического клапана).

Однако лучший результат дает установка регулирующего клапана, который не перекрывает подачу теплоносителя полностью, а уменьшает ее в расчете на компенсацию максимально возможного поступления стороннего тепла. Это позволяет уменьшить колебания температуры пола и воздуха в помещении. Благоприятно сказывается и применение датчиков температуры пола.

На рис. 8, 9 показан принцип действия системы регулирования работы напольного отопления с байпасом, включенным параллельно термостатическому клапану. Байпас настраивается на пропуск такого количества теплоносителя, чтобы в сумме с теплом, поступающим от стороннего источника, полностью компенсировались тепловые потери помещения. (В представленном примере это 50 % расхода.) Компактные модули с термостатическим клапаном и регулируемым байпасом предлагаются фирмой Oventrop.

Как на задачу автоматического управления смотрит UPONOR (один из крупнейших производителей, которые кстати солидарны с этой точкой зрения):

Автоматическое управление
Автоматическая система управления теплым полом должна поддерживать поступление теплоты с той же интенсивностью, с которой помещение теряет его под воздействием динамично изменяющихся условий, поддерживая тем самым стабильную и комфортабельную температуру в помещениях. Результаты испытаний в реальных условиях показывают, что при правильной эксплуатации системы управления и благодаря высокой степени автономности управления, система напольного отопления способна компенсировать все теплопотери помещения. Для обеспечения оптимальной работы рекомендуется использовать сочетание централизованного регулирования и регулирования в отдельных помещениях. Система централизованного регулирования
осуществляет управление температурой подаваемого теплоносителя в соответствии с погодными условиями снаружи. Система регулирования в отдельных помещениях управляет расходом теплоносителя в каждом контуре в зависимости от показаний датчиков температуры (термостатов), расположенных в соотвествующих помещениях, и параметров, заданных пользователем. Это позволяет управлять теплоотдачей пола в каждом помещении индивидуально, что наиболее точно обеспечивает комфрорт и экономию энергии.

Температура в отдельных помещениях
Местное (индивидуальное) регулирование применяется в тех случаях, когда контролируется тепло, подаваемое в отапливаемое помещение. Основная идея индивидуального контроля заключается в локальном увеличении комфортабельности в определенном помещении и в экономии энергии посредством задания предполагаемой температуры в помещении непосредственно каким-либо лицом. Регулирование температуры в помещении необходимо для создания наилучшего комфортного климата внутри здания. В зависимости от внешних факторов (ориентация здания, ветер и т. д.) или внутренних факторов (освещения, источников открытого пламени, времени нахождения проживающих и т. д.) существуют различные требования к тепловому режиму внутри здания. Системы напольного отопления могут удовлетворить все эти требования. В каждом помещении можно осуществлять точную регулировку температуры посредством температурных датчиков (термостатов). Однако, при открытой планировке различные «помещения» могут считаться единым пространством (зонный контроль). В этом случае компания Uponor рекомендует использовать только один комнатный термостат для регулирования во всем открытом пространстве, при этом термостат устанавливается в «помещении» с наибольшей потребностью в отоплении. Обычно это помещение с наибольшим числом наружных стен или окон.
Зонный контроль
Зонное регулирование применяется в тех случаях, когда контролируется тепло, подаваемое в какую-либо зону, состоящую обычно из нескольких помещений (комнат). Зонный контроль используется для контроля определенной группы помещений или помещений с открытой планировкой.
Централизованный контроль
Централизованное регулирование применяется в тех случаях, когда тепло, подаваемое в целое здание или в коллектор, контролируется системой централизованного регулирования с пульта управления или из теплового пункта (ИТП).

Принципы регулирования температуры теплоносителя
.

Регулирование температуры подаваемого теплоноситела по внутренней температуре
при постоянном расходе. Некоторые специалисты по климату в помещениях считают, что регулировка по внутренней температуре – это наилучший способ поддержания комфортной температуры. Обоснованием этого является тот факт, что большинство строений обладают очень высокой тепловой инерцией. Это значит, что при быстром изменении наружной температуры, изменение внутренней температуры может затянуться на несколько дней. Другими словами, регулирование по внутренней температуре гармонирует с тепловой инерцией зданий. Использование этой технологии регулирования минимизирует колебания температуры в помещениях.

Регулирование температуры подаваемого теплоноситела по наружной температуре
при постоянном расходе

В противоположность изложенному выше некоторые специалисты считают, что наилучший
способ поддержания комфортной температуры – это регулирование по наружной
температуре. Причина этого заключается в том, что становится возможным работать
с заранее заданным графиком температуры подаваемого теплоносителя как с функций
внешней температуры. Здесь основное преимущество в том, что при повышении наружной температуры система регулирования немедленно снижает температуру подачи, уменьшая тем самым нежелательные потери тепла. С другой стороны, понижение наружной температуры всегда создает резкий скачок вверх внутренней температуры помещений. Температура подачи компенсируется в соответствии с наружной температурой.
Настройка системы регулирования работает по запрограммированному отопительному графику для это здания. Регулирующим устройством является 3-ходовой вентиль централизованной системы управления.

Основы регулирования системы отопления

Данная статья открывает цикл материалов, который буден посвящен различным аспектам регулирования систем отопления – проектированию, расчетам, используемому оборудованию и сферам его применения. В этой статье остановимся на целях, общих принципах и особенностях регулирования систем водяного отопления.

Задачи регулирования в системах отопления.

Основной целью регулирования отопления является поддержание заданной температуры в помещении при изменяющихся внешних условиях. То есть, вне зависимости от уличной температуры, силы ветра, влажности и прочих условий, в нашем доме должен поддерживаться заданный тепловой комфорт.

Упрощенно, понятие процесса регулирования системы отопления можно охарактеризовать следующим образом:

Регулирование системы отопления – это комплекс мер по максимальному приближению теплоотдачи отопительных приборов к текущей потребности объекта в тепле для поддержания требуемой внутренней температуры при постоянном изменении внешних условий.

Так как в системах водяного отопления нужную нам температуру, как правило, обеспечивают приборы отопления (радиаторы, конвекторы, водяные теплые полы и т.д.), то для поддержания заданной температуры теплоотдача отопительных приборов должна иметь возможность изменяться в зависимости от изменений внешних условий. Если не рассматривать механическое ограничение теплоотдачи отопительного прибора, которое до сих пор иногда применяется в конструкции конвекторов (воздушная заслонка на конвекторе с кожухом), основными способами изменения теплоотдачи являются изменение расхода теплоносителя через прибор и/или изменение температуры теплоносителя.

Таким образом, главная цель регулирования – поддержание требуемой температуры в помещении трансформируется в две основные частные задачи:
– обеспечение расчетного расхода теплоносителя через приборы отопления;
– задание требуемой температуры теплоносителя.

Кроме того, нужно иметь в виду, что в процессе регулирования, как правило, меняются гидравлические режимы работы системы, что может приводить к нарушению стабильности работы и появлению нежелательных шумов. Поэтому в системе регулирования должны быть предусмотрены меры по предотвращению этих негативных явлений.

Суть процесса регулирования отопления.

В общих чертах, процесс регулирования заключается в том, что величина регулируемого параметра находится под постоянным контролем и сравнивается с каким-то заданным значением этого параметра или величиной другого параметра. И в зависимости от их значения подвергается регулированию. Назовем совокупность элементов и алгоритмов регулирования, участвующих в этом процессе регулировочным контуром. Стоит сразу отметить, что таких контуров в системе отопления может быть достаточно много. Примерами таких регулировочных контуров являются поддержание температуры в помещении с помощью отопительного прибора по комнатному термостату или с помощью термостатического клапана на радиаторе отопления, регулирование котловой температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха, поддержание заданной температуры теплоносителя в водяном теплом поле и так далее.

Замкнутый регулировочный контур

Рассмотрим простейший замкнутый регулировочный контур, состоящий из прибора отопления, комнатного термостата, выполняющего функции измерительного устройства и контроллера, а также сервопривода с термостатическим клапаном, в качестве исполнительного устройства.

Рис. Замкнутый процесс регулирования в системе отопления

В рассматриваемом контуре регулируемый параметр – температура воздуха в помещении (х), которая формируется под воздействием прибора отопления и некого возмущающего воздействия, например, открытого окна. Для примера, заданное на термостате значение температуры (w) примем равным 23°С, а значение временно сформировавшейся температуры – равным 21°С. Температура воздуха постоянно контролируется измерительным устройством, в качестве которого может служить датчик температуры, встроенный в комнатный термостат. Результат измерения передается на контроллер, который в нашем примере также встроен в термостат. Контроллер сравнивает измеренное значение (21°С) с заданным (23°С) и при наличии рассогласования, подаёт управляющий сигнал на сервопривод на открытие, либо закрытие термостатического клапана. Исполнительное устройство формирует управляющее воздействие (в нашем случае увеличение расхода теплоносителя) на радиатор отопления, вследствие чего его теплоотдача увеличивается и повышает температуру воздуха в помещении. Таким образом образовался замкнутый регулировочный контур, в котором температура в помещении является и регулируемым и контролируемым параметром, и в процессе регулирования влияет сама на себя.

Читайте также:  Как развести отопление в двухэтажном доме

Открытый регулировочный контур

Рассмотрим другой пример контура регулирования, достаточно распространенного в современных системах отопления. Это – так называемый, открытый контур.

Рис. Пример открытого регулировочного контура

Особенность открытого регулировочного контура заключается в том, что, в отличие от закрытого контура, контролируемая и регулируемая величины относятся к различным параметрам. В данном примере контролируемая величина – это температура наружного воздуха, регулируемая – температура теплоносителя, подаваемая в контур теплого пола.

Принцип работы такой схемы регулирования заключается в следующем. Температура наружного воздуха (контролируемая величина) регистрируется датчиком (1), в результате чего формируется сигнал (Y), уровень которого зависит от измеренной температуры. Сигнал поступает на измерительный модуль контроллера (2) (в нашем примере контроллер встроен в котел отопления). Одновременно с помощью датчика (3) регистрируется температура теплоносителя в контуре теплого теплого пола (регулируемая величина), сигнал (х) от которого также передается в измерительное устройство. В контролерре происходит оценка того, насколько температуры (уровни сигналов) соответствуют настройкам. Обычно, соответствие контролируемой и регулируемой температур задается с помощью диаграмм. И в случае выявления несоответствия, подается управляющий сигнал (Z) на сервопривод трехходового клапана (4), в результате чего изменяются пропорции смешения горячего и остывшего теплоносителя и, таким образом, изменяется температура в контуре теплого пола.

Регулирование системы отопления

Регулирование системы отопления подразумевает приведение процесса потребления тепловой энергии в соответствие с реальными потребностями в ней. Простой пример: чем холоднее на улице, тем интенсивнее должна работать отопительная система и, наоборот, при повышении температуры воздуха в доме выше предельного значения, температура теплоносителя в приборах отопления должна снижаться.

Самый простой способ регулирования системы отопления состоит в ручном управлении работой котла и отопительных приборов: жарко в доме, можно перекрыть вентиль подачи теплоносителя в прибор отопления, в результате чего обратная вода вернется в котел горячей, что приведет к отключению котла или к уменьшению расхода топлива.

Еще более простой способ регулирования системы отопления состоит во временном отключении котла и включении его в работу при снижении температуры в помещении. На сегодняшний день подобное «ручное управление» устарело и вести о нем речь можно только применительно к приборам отопления, не имеющим систем автоматического контроля, например, к дровяным печам или к некоторым видам дровяных котлов отопления.

Современные системы регулирования отопления решают одновременно две задачи:

позволяют создать действительно комфортные условия в доме, поддерживая в нем заданный уровень температуры

оптимизируют расход топлива, и, как следствие, снижают затраты на отопление

Регулировка системы отопления производится по одному из двух параметров

Температуре наружного воздуха

Температуре внутри помещения

Считается, что более комфортные условия в частном доме можно получить при изменении температуры теплоносителя в зависимости от условий внутри помещения. Объясняется это просто: тепловые потери не всегда линейно зависят от температуры наружного воздуха: необходимо учитывать скорость ветра и расположение строения относительно сторон света.

Для многоквартирных домов и систем центрального отопления важнее температура наружного воздуха, позволяющая получать усредненные результаты сразу для всех потребителей тепловой энергии.

Методы регулирования систем отопления

Как было сказано выше, основная задача регулирования системы отопления состоит в поддержании определенного уровня температуры в помещении. Сделать это можно несколькими способами:

Меняя скорость движения теплоносителя через прибор отопления с помощью запорной арматуры или с помощью циркуляционного насоса. При этом происходит изменение количества теплоносителя, проходящего через прибор отопления в единицу времени. Такой метод называется количественным.

Меняя температуру нагрева теплоносителя (изменяя его качество). Такой метод называется качественным.

Следует отметить, что оба метода неразрывно связаны друг с другом и в системах высокого качества используются одновременно.

Практическая реализация метода №1

Самый простой способ управления отоплением состоит в изменении режимов работы циркуляционного насоса в зависимости от температуры в помещении: холодно, насос работает с максимальной скоростью, что обеспечивает наиболее интенсивную теплоотдачу приборов отопления. Стало жарко: скорость движения теплоносителя минимальная. В ночное время или днем, когда все жильцы дома на работе или на учебе, может также использоваться режим экономии тепла, предусматривающий минимальную скорость движения воды в отопительной системе.

Недостатком управления отоплением с помощью циркуляционного насоса является общий подход ко всем помещениям в доме, независимо от реальных потребностей в тепловой энергии.

Более точное, локальное регулирование системы отопления можно получить, управляя работой отдельно взятого радиатора.

Как управлять работой радиатора отопления?

На практике менять расход теплоносителя можно с помощью автоматических головок, в конструкцию которых включается клапан и термодатчик, реагирующий на изменение температуры в помещении. Принцип действия устройства достаточно прост: полость головки заполнена жидкостью, объем которой зависит от температуры: при похолодании объем жидкости уменьшается, клапан открывается, увеличивая при этом расход теплоносителя. При повышении температуры в помещении напротив: объем жидкости увеличивается, клапан закрывается, перекрывая движение теплоносителя.

Недостатком автоматических головок является их невысокая надежность и частый выход из строя. Более совершенным и надежным является способ регулирования отопления с использованием сервопривода, приводимого в движение и перекрывающего подачу теплоносителя в радиатор также в зависимости от температуры в помещении.

И автоматическая головка, и сервопривод рассчитаны на изменение температуры теплоносителя не во всей системе отопления, а лишь в одном отдельно взятом радиаторе. Если в комнате несколько отопительных приборов, оборудовать подобными системами автоматического контроля придется каждый из них. Только в этом случае можно действительно регулировать отопление.

Все приборы отопления в доме могут быть объединены в одну систему автоматического управления отоплением.

Регулировка во время эксплуатации

Также известен и другой способ – эксплуатационное регулирование. Как следует из названия, регулирование системы отопления проводится во время ее работы. Это необходимо, чтобы производить настройку по мере необходимости. К примеру, если есть потребность увеличить количество тепла или уменьшить (в зависимости от температуры воздуха на улице и метеорологических условий). Изменение количества вырабатываемого системой тепла обеспечивается за счет регулировки температуры или же путем изменения расхода теплоносителя. Таким образом, можно условно разделить на «качественный» и «количественный» варианты осуществления контроля системы.

Качественное регулирование проводится прямо на тепловой станции. Бывает местное и групповое. Количественное имеет три подразделения: групповое, индивидуальное и местное.

Индивидуальное регулирование

Данный способ контролирования системы производится вручную при помощи клапанов и кранов, и автоматически при перемене температуры воздуха в квартире. В разветвленных системах необходимо изменить расход теплоносителя – это должно упростить задачу регулировки.

Регулирование системы отопления в частных домах требует знаний об особенностях индивидуального водяного отопления. Основная задача системы заключается в обеспечении оптимального микроклимата для всей семьи. К сожалению, достаточно часто отопление выходит из-под контроля. Чаще всего, неправильная эксплуатация и несвоевременная корректировка параметров ведут к неэффективности показателей. Причинами также могут быть ошибки, допущенные при проектировании отопления, или плохое утепление.

Как показывает практика, во время проведения системы отопления люди не задаются вопросом расчетов. Специалисты, занимающиеся монтажом, предпочитают делать все оперативно, за счет чего страдает точность. Как результат, в одной комнате может быть прохладно, а в другой – чересчур жарко. Комфорта в таком случае можно не ждать.

При оценке качества работы системы и экономичности ее эксплуатации следует учитывать все параметры и особенности вашего отопления. Независимо от источника питания (электрический котел или газовый), система должна работать отлажено, поэтому правильное регулирование – залог теплого и уютного дома.

Самый простой способ отрегулировать циркуляцию воды – использовать термостат, расположенный на котле. Это своего рода рычажное устройство, которое позволит переключить теплозатраты и в таким образом произойдет снижение температуры в доме. Также при необходимости можно повысить уровень нагрева жидкости и за счет этого повысить температуру воздуха в доме.

Ссылка на основную публикацию