19
Рисунок 1.5 - Правая часть схемы отопления «НИ»
20
Рисунок 1.6 - Правая часть схемы отопления здания «ИЛК-3»
Третья по счету однотрубная система отопления расположена в
здании «АМ». Это так называемая бифилярная система отопления. Здание
«АМ» имеет сложную архитектурную структуру. Только условно это
здание можно представлять, как трехэтажное. Это четырехугольник с
разной длиной сторон и внутренним двориком. Так северная сторона по
периметру имеет длину 57,6 м, восточная 72 м, западная 78 м, южная 63 м.
Отдельные помещения занимают площадь с первого по третий этаж,
другие со второго по третий этажи, здание имеет многочисленные
архитектурные переходы и.т.д. Общая площадь здания с подвалом и
техническим этажом составляет 10848
2
м
. Подвальные помещения по
большей части не имеют отопления, через них проходят различные
коммуникации. Первый этаж имеет площадь 3175,2
2
м
, второй 3752,7
2
м
,
третий 2995,2
2
м
. Всего с первого по третий этаж в «АМ» расположено 97
помещений различной площади. Из них выделим четыре помещения
большой площади. Это кинозал на 640 посадочных мест 540
2
м
, он
занимает площадь с первого по третий этаж, так, что условно его площадь
можно умножить на три. Второе, это столовая 499,7
2
м
и выставочный зал
499,7
2
м
. И третье спортивный зал 540
2
м
. Всё выше сказанное, определило
систему отопления эксплуатируемую в «АМ».
Бифилярная система отопления, это комбинированная система
отопления. Бифилярная система отопления по гидравлической связи
частей отопительных, приборов (последовательное соединение) относится
к однотрубным системам водяного отопления, а по условиям
теплопередачи приборов — к двухтрубным системам отопления. Схемы
бифилярной системы отопления с вертикальными стояками и
горизонтальными ветвями аналогичны схемам однотрубной системы. В
вертикальном исполнении устраиваются, как в однотрубной системе с
нижней разводкой, П-образными стояки. По такой схеме до конца 80-х гг.
устраивалось панельно-лучистое отопление отдельных типов
22
крупномасштабных жилых зданий, где использовались трубчатые
нагревательные элементы, встроенные вместе со стояками во внутренний
бетонный слой наружных стеновых панелей. При этом нагревательные
элементы каждого помещения делились на 2 змеевика, а каждый змеевик
отдельно присоединялся к восходящей и нисходящей частям стояка. В
горизонтальных системах отопления применяются трубчатые
отопительные приборы — конвекторы, трубы отопительные (ребристые и
гладкие), бетонные радиаторы приставного типа, стальные и чугунные
радиаторы — только при двухрядной установке. В горизонтальной
системе, как и в однотрубной, с проточными приборными узлами
отопления, невозможно индивидуальное, количественное, регулирование
теплоотдачи отдельного отопительного прибора. Поэтому проводится
регулирование сразу всей цепочки приборов или каждого прибора "по
воздуху", если устанавливаются конвекторы с воздушным клапаном с
горизонтальными по фасадными ветвями наиболее часто используется в
производственных зданиях.
Все выше сказанное справедливо для здания «АМ». Так как схема
разводки достаточно сложна, я не буду её приводить, в этом нет
необходимости. Мной приведена лишь структурная схема рис 1.7. В
дальнейшем мы рассмотрим её отдельные ветви и цепочки. Общее
количество отопительных приборов различной мощности составляет 311.
Батареи чугунные от 1200Вт до 1800Вт конверторы от 2000Вт до 3500Вт.
Общая мощность системы 0,715Гкал/час. Все схематически изображенные
ветви задействованы в здании «АМ». Это однотрубная, горизонтальная
система с нижней разводкой.
23
Рисунок 1.7 - Схема горизонтальной однотрубной системы отопления с
ветвями различной конструкции:
I — проточная ветвь для приборов на разных этажах; II — проточная
бифилярная ветвь; III — ветвь о замыкающими участками; 1 —
радиаторы; 2 — воздушная труба; 3 воздушные краны; 4 — подающий
стояк; 5 — обратный стояк; 6 — вентили; 7 — расширительный бак; 8
конвекторы двухтрубные, 9 — краны КРП; 10 — замыкающий участок; 11
— обратная магистраль; 12 — циркуляционный насос; 13 —
теплообменник
В зданиях «НИ»,и «АМ» оборудованы тепловые пункты. В «НИ»,в
тепловом пункте установлены три водоводяных теплообменника. Это
большой, малый и скоростной теплообменники. Большой и малый
используются попеременно, когда один на профилактике используется
другой. Скоростной служит для быстрого нагрева системы. Тепловой
пункт в «АМ» оборудован аналогично, за исключением добавки
резервного теплообменника. Он используется для профилактических
целей. В здании «АМ» в работе задействованы два теплообменника, один
для здания «АМ» другой для «ИЛК-3».
24
1.4. Общая схема автоматизации АО «МОССЕЛЬПРОМ»
На рисунке 1.8 изображена общая схема автоматизации АО
«МОССЕЛЬПРОМ».
Кратко опишем логику работы данной схемы автоматизации.
Блок логики управляет подачей холодной воды. Программированные
контроллеры управляют отоплением зданий АО «МОССЕЛЬПРОМ». Все
устройства автоматики включены в сеть по интерфейсу RS-485 и
управление ими выведено на компьютерный терминал. В зависимости от
температуры наружного воздуха или температуры обратной воды ПИД
контроллеры программируемых контроллеров устанавливают
оптимальный график отопления зданий. Настройка графика отопления ПК
может осуществляться, как с компьютера, так и непосредственно со
встроенной клавиатуры самого ПК. Узлы учёта тепла расположены в двух
местах в зданиях НИ и в здании АМ. Один узел учета тепла для НИ и один
для АМ и ИЛК-3. Блок логики управляет подачей холодной воды. При
наличии в городском водопроводе давления порядка от 4,5 атмосфер до 8
атмосфер основная задвижка открыта, 1 и 2 задвижки закрыты,1и 2
насосные группы отключены. Подача воды осуществляется
непосредственно из городского водопровода. Клапаны перепада давления
поддерживают постоянное давление в зданиях, манометры предназначены
для точной настройки редукторов. Блок логики проверяет уровень воды в
резервной ёмкости и уровень давления в городском водопроводе. При
поступлении сигнала о пониженном уровне воды и сигнала о наличии
заданного давления в городском водопроводе от 4,5 до 8 атмосфер, блок
логики подаёт управляющие сигналы на открытия 1 задвижки и через 1
минуту сигнал для включения 1 насосной группы. Первая вторая и
основная задвижки на два положения открыта или закрыта, оснащены
концевыми выключателями время открытия или закрытия задвижек
25
составляет одна минута. При достижении заданного верхнего уровня
заполнения резервной ёмкости с датчиков уровня, блок логики формирует
управляющий сигнал на 1 насосную группу, отключает её и через 5 секунд
подаёт сигнал, закрывающий 1 задвижку. При отсутствии воды в
городском водопроводе, сигнал с датчика давления, давление ниже 4,5
атмосфер. Основная и вторая задвижки открываются, и через 1 минуту
включается вторая насосная группа, предварительно с датчика уровня
приходит подтверждающий сигнал о наличии воды в резервной ёмкости.
При падении уровня воды в резервной емкости, ниже установленного
уровня, блок логики выключает 2 насосную группу и через 5 секунд
закрывает 2 задвижку. Если в процессе работы по резервной схеме
водоснабжения, 2 насосная группа включена, 2 задвижка открыта,
основная задвижка закрыта, появляется вода в городском водопроводе.
Блок логики, получая сигнал о рабочем уровне давления, сформирует
управляющие сигналы на отключения 2 насосной группы и через 5секунд
сигналы на закрытие 2 задвижки и на открытие основной задвижки. Узел
учета воды расположен в здании АМ, он один для всех трех зданий.
28
Рисунок 1.8 - Общая схема автоматизации отопления и водоснабжения
ГЛАВА 2. Автоматизация системы отопления
В АО «МОССЕЛЬПРОМ» используются три различные системы
отопления. Для поддержания температурного режима в помещениях
обслуживающий персонал вручную открывает либо закрывает задвижки
расположенные на входах в тепловые пункты, это не всегда способствует
поддержанию оптимального температурного режима (повышенный расход
тепла или его недостаток). Переключение циркуляционных насосов
производится вручную. Долив теплоносителя в систему, производится
вручную. Установка оптимального давления в системах отопления
производится также вручную.
Предлагаемая автоматизация систем отопления позволит:
Измерение, контроль и регулирование основных параметров:
- температуры воды в контуре горячего водоснабжения;
- температуры воды в контуре отопления;
- температуры прямой воды контура отопления;
- температуры обратной воды контура отопления;
- измерение дополнительных физических параметров:
- температуры наружного воздуха;
- положения задвижек;
- давления в контуре отопления;
- измерение физических параметров объекта, контролируемых входными
первичными преобразователями с учетом нелинейности их НСХ;
диагностика аварийных ситуаций:
- при обнаружении неисправности первичных преобразователей, при
превышении аварийных порогов или появлении сигналов на дискретных входах
с отображением их причины на ЖКИ и выводом аварийного сигнала на
внешнюю сигнализацию;
- цифровая фильтрация измеренных параметров от промышленных
импульсных помех;
28
- отображение результатов измерений на ЖКИ и передача их в сети RS-
232 и RS-485;
- формирование команды ручного управления исполнительными
механизмами и устройствами с клавиатуры прибора, а также по сети RS-232 и
RS-485; передача по запросу с ПК информации, о значениях контролируемых
датчиками величин и установленных рабочих параметрах, а также прием от ПК,
данных на изменение этих параметров по сети RS-485 и RS-232;
- сохранение заданных программируемых параметров в
энергонезависимой памяти при отключении напряжения питания;
- задание значений программируемых рабочих параметров с помощью
встроенной клавиатуры управления, а также от ПК по сети RS-485 и RS-232;
поддержка протоколов обмена: ОВЕН, ModBus-RTU и ModBus-ASCI;
отображение результатов измерений на встроенном ЖКИ;
- формирование сигналов управления внешними исполнительными
механизмами и устройствами: КЗР контуров отопления и горячего
водоснабжения, рабочими и аварийным насосами в контурах отопления и
горячего водоснабжения, насосом подпитки контура отопления, клапаном
слива ГВС (дополнительно), устройствами дежурной и аварийной
сигнализации.
Переключение в дневной или ночной режимы. В ночном режиме
используется пониженный график отопления. Программное задание выходных
и праздничных дней, в эти дни используется пониженный график отопления.
Для реализации этих параметров будем использовать промышленный
контроллер для систем горячего водоснабжения и отопления фирмы «Овен».
ТРМ132М-01 с дополнительным модулем МР-1 и оборудованием
(датчики температуры, давления, резистивные датчики, запорно-регулируемые
клапаны) позволит реализовать эти функции.
Его структурная схема изображена на рисунке 2.1