Автоматизированная система подготовки горячей воды с баком-аккумулятором

Изобретение относится к области жилищно-коммунальной энергетики и может быть использована на тепловых пунктах и источниках тепловой энергии, где производится подготовка горячей воды и используются баки-аккумуляторы. Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в возможности полной автоматизации центральных тепловых пунктов (ЦТП) с баками-аккумуляторами и включения их в системы диспетчеризации без присутствия обслуживающего персонала. Достижение указанного результата обеспечивается тем, что в дополнение к используемым автономным схемам автоматизации технологических процессов на ЦТП предложена схема автоматизации работы бака-аккумулятора, заключающаяся в применении в качестве регулирующего блока программируемого логического контроллера в программу которого заложен повторяющийся во времени график уровня горячей воды в баке-аккумуляторе.

Полезная модель относится к области жилищно-коммунальной энергетики и может быть использована на тепловых пунктах и источниках тепловой энергии, где производится подготовка горячей воды и используются баки-аккумуляторы для усреднения нагрузки горячего водоснабжения и снижения мощности водонагревательной установки. Использование предлагаемой полезной модели позволит автоматизировать процесс аккумулирования горячей воды и отказаться от присутствия обслуживающего персонала.

Как известно баки-аккумуляторы устанавливаются в схемах горячего водоснабжения с целью усреднения часового расхода воды через водонагревательную установку в течение суток в связи с неравномерностью водопотребления у потребителей. В настоящее время известные установки подготовки и запаса горячей воды в баках-аккумуляторах оборудуются электронными блоками с дискретными выходами, обеспечивающими отключение подачи горячей воды в бак при достижении максимального уровня и отключении насосов горячей воды при достижении минимального уровня в баке-аккумуляторе. Кроме этой автоматики установки оборудуются сигнализацией максимального и минимального уровня воды в баке, которая выводится на пульт дежурного персонала.

1. СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети», 2. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. Утверждены приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 24 марта 2003 г. 115

Недостатком известных установок является то, что расход нагреваемой воды и поступающей в бак-аккумулятор должен быть равен среднечасовому - постоянному в течение суток, однако водоразбор по дням недели непостоянен и может отличаться значительно, например, в будние дни и в выходные дни. В результате того что суточный расход горячей воды непостоянен, возникают случаи переполнения баков и нижнего предела снижения уровня в связи с чем дежурный персонал прибегает к регулировке расхода воды вручную. Указанные выше недостатки известной схемы аккумулирования горячей воды становятся непреодолимыми при организации диспетчеризации и автоматизации систем теплоснабжения.

В предлагаемой полезной модели предложено в качестве электронного блока использовать программируемый логический контроллер, например Овен ПЛК150 (далее ПЛК), в программу которого заложен график уровня воды в баке, а расход воды на бак равен среднечасовому и корректируется автоматически контроллером в соответствии с заложенной программой уровня воды в баке.

В состав автоматизированной системы подготовки горячей воды с баком-аккумулятором водят следующие элементы: 1 - водонагревательная установка, 2 - расходомер, 3 - регулирующий клапан с электроприводом, 4 - деаэратор, 5 - датчик уровня, 6 - бак-аккумулятор, 7 - программируемый логический контроллер, 8 - насос горячей воды.

На первом этапе пуска системы (например, для центрального теплового пункта с потребителями жилой застройки) производится «фотографирование» (фиксация по времени, например каждые 0,5 часа) уровня горячей воды в баке-аккумуляторе при рассчитанном по нормативам среднечасовом расходе. Фотографию суточного графика уровня необходимо выполнить для рабочего дня недели и для выходного дня. Если уровень воды в баке при выполнении операции «фотографирования» колеблется в допустимых пределах по нижнему и верхнему показателю, то зафиксированные графики «зашиваются» в недельную программу ПЛК и система включается в автоматическую работу. Если уровень воды в баке при выполнении операции «фотографирования» колеблется в недопустимых пределах, то есть в ночные часы бак переполняется или при максимуме водоразбора недопустимо опорожняется, необходимо внести соответствующие коррективы в значение среднесуточного расхода, повторить операцию «фотографирования» графиков и добившись допустимых пределов изменения уровня в баке провести программирование ПЛК и пуск системы в автоматическую работу.

Для других систем горячего водоснабжения, например крупных торгово-развлекательных центров, достаточно «фотографирования» суточного графика уровня горячей воды в баке, так как график работы по суткам в течении недели более постоянен по сравнению с жилыми кварталами.

Система работает следующим образом: подогретая в водонагревательной установке 1 вода проходит расходомер 2, по которому выставляется с помощью регулирующего клапана 3 среднечасовой расход. Далее горячая вода проходит деаэратор 4 и поступает в бак-аккумулятор 6, из которого с помощью насоса 8 подается потребителю. Входным сигналом ПЛК 7 является сигнал датчика уровня 5, который сравнивается с запрограммированным на данный момент суток. При несовпадении величины сигнала от датчика уровня с программной величиной, ПЛК выдает выходной сигнал на электрический привод регулирующего клапана, расположенного на трубопроводе подвода горячей воды на деаэратор и бак-аккумулятор, корректируя (увеличивая или уменьшая) расход горячей воды.

Использование предложенной полезной модели в сочетании с уже применяемыми автономными автоматизированными системами, такими как автоматическое регулирование температуры и давления сетевой и горячей воды, управление работой насосов, контроль параметров и учет энергоресурсов, пожарно- охранной сигнализацией и т.д., дает возможность полной автоматизации центральных тепловых пунктов с баками-аккумуляторами и включения их в системы диспетчеризации без присутствия обслуживающего персонала.

1. Автоматизированная система подготовки горячей воды с баком-аккумулятором, содержащая водонагревательную установку, расходомер, клапан с электрическим исполнительным механизмом, бак-аккумулятор, уровнемер, электронный блок и насос горячей воды, отличающаяся тем, что в качестве электронного блока используется программируемый логический контроллер, в программу которого заложен повторяющийся во времени график уровня горячей воды в баке-аккумуляторе.

2. Автоматизированная система подготовки горячей воды с баком-аккумулятором по п.1, отличающаяся тем, что в программу программируемого логического контроллера заложен недельный график уровня горячей воды в баке-аккумуляторе.