Hệ thống kiểm soát sưởi ấm hiện đại cho phép thực hiện các chương trình và kế hoạch phức tạp và tiên tiến nhất để điều chỉnh chế độ hoạt động của thiết bị, tiết kiệm năng lượng lớn và cung cấp khả năng điều khiển sưởi ấm từ xa. Chúng tôi muốn xem xét thiết bị điều khiển nhiệt từ quan điểm về cấu trúc, ưu điểm và tính năng hoạt động của nó.
Làm thế nào nó hoạt động
Nguyên tắc hoạt động của bộ điều khiển hệ thống sưởi rất đơn giản:
Khi nhiệt độ bên ngoài giảm xuống, ví dụ đến -20 ° C, bộ điều khiển sưởi sẽ cung cấp nhiều nhiệt hơn cho các phòng, do đó duy trì nhiệt độ trong nhà ở mức cần thiết, ví dụ +20 ° C.
Và ngược lại.
Khi nhiệt độ bên ngoài tăng lên, chẳng hạn như + 5 ° C, bộ phận kiểm soát thời tiết, như nó còn được gọi là, sẽ truyền nhiệt ít hơn đến cơ sở.
Do đó, tiêu thụ nhiệt được giảm xuống và nhiệt độ trong cơ sở vẫn ở mức chúng ta cần, ví dụ, +20 ° С và không tăng lên +28 ° С, như thường xảy ra trong quá trình làm ấm mạnh.
Nhiệt độ không tăng lên +28 ° С
Và nếu xét về mặt khoa học, bộ phận kiểm soát thời tiết được thiết kế để đảm bảo và duy trì nhiệt độ cần thiết của chất làm mát trong đường ống cung cấp, phụ thuộc vào nhiệt độ không khí bên ngoài.
Những ưu điểm chính của việc lắp đặt một bộ điều khiển sưởi ấm tự động
Như chúng tôi đã nói, mục đích của biện pháp tiết kiệm năng lượng này là tối ưu hóa việc tiêu thụ nhiệt năng trong tòa nhà, cụ thể là:
- giảm đáng kể chi phí sưởi ấm các tòa nhà và cấu trúc,
- nâng cao chất lượng và độ tin cậy của việc cung cấp nhiệt,
- điều chỉnh tự động cung cấp nhiệt cho các tòa nhà và cấu trúc,
- khả năng giám sát từ xa các thông số của chất làm mát và các chế độ hoạt động của thiết bị cung cấp nhiệt,
- khả năng, miễn phí bổ sung, cấu hình lại hoạt động của hệ thống sưởi, ví dụ, sau khi cách nhiệt mặt tiền, thay thế cửa sổ, cải tạo một tòa nhà,
- tự động hóa hệ thống đo tiêu thụ nhiệt năng.
Như thực tế cho thấy, một bộ điều khiển tự động (AUU) tiết kiệm khoảng 25% - 37% năng lượng nhiệt và mang lại điều kiện sống thoải mái trong mỗi phòng.
Thiết bị và nguyên lý hoạt động của thang máy sưởi
Tại điểm vào của đường ống mạng lưới sưởi, thường là ở tầng hầm, nút kết nối đường ống cấp và đường trở lại rất nổi bật. Đây là một thang máy - một bộ phận trộn để sưởi ấm một ngôi nhà. Thang máy được sản xuất dưới dạng kết cấu gang hoặc thép được trang bị ba mặt bích. Đây là loại thang máy sưởi thông thường, nguyên lý hoạt động của nó dựa trên các quy luật vật lý. Bên trong thang máy có vòi phun, buồng tiếp nhận, cổ trộn và bộ khuếch tán. Buồng nhận được kết nối với "trở lại" bằng một mặt bích. Nước quá nhiệt đi vào đầu vào thang máy và chảy vào vòi phun. Do vòi phun bị thu hẹp, tốc độ dòng chảy tăng lên và áp suất giảm (định luật Bernoulli). Nước từ "hồi lưu" được hút vào vùng giảm áp suất và được trộn lẫn trong buồng trộn của thang máy. Nước giảm nhiệt độ đến mức mong muốn và đồng thời giảm áp suất. Thang máy hoạt động đồng thời như một máy bơm tuần hoàn và một máy trộn. Nói tóm lại đây là nguyên lý hoạt động của thang máy trong hệ thống sưởi của một tòa nhà hay công trình kiến trúc.
Sơ đồ đơn vị sưởi
Việc điều chỉnh nguồn cung cấp chất làm mát được thực hiện bởi các bộ phận làm nóng thang máy của ngôi nhà. Thang máy là bộ phận chính của thiết bị sưởi, nó cần được đóng đai.Thiết bị điều tiết rất nhạy cảm với sự nhiễm bẩn, do đó, bộ lọc bùn được bao gồm trong đường ống, được kết nối với "nguồn cung cấp" và "trở lại".
Trang trí thang máy bao gồm:
- bộ lọc bùn;
- đồng hồ đo áp suất (đầu vào và đầu ra);
- cảm biến nhiệt độ (nhiệt kế ở đầu vào của thang máy, ở đầu ra và ở "trở về");
- van cổng (cho công việc phòng ngừa hoặc khẩn cấp).
Đây là phiên bản đơn giản nhất của mạch để điều chỉnh nhiệt độ của chất làm mát, nhưng nó thường được sử dụng như thiết bị cơ bản của bộ gia nhiệt. Đơn vị cơ bản để sưởi ấm thang máy của bất kỳ tòa nhà và cấu trúc nào, cung cấp quy định về nhiệt độ và áp suất của chất làm mát trong mạch.
Những lợi thế của việc sử dụng nó để sưởi ấm các tòa nhà lớn, nhà ở và các tòa nhà cao tầng:
- độ tin cậy do tính đơn giản của thiết kế;
- giá thấp của các bộ phận lắp đặt và linh kiện;
- tuyệt đối không biến động;
- tiết kiệm đáng kể mức tiêu thụ chất mang nhiệt lên đến 30%.
Nhưng trước những ưu điểm không thể chối cãi của việc sử dụng thang máy cho hệ thống sưởi, những nhược điểm của việc sử dụng thiết bị này cũng cần được lưu ý:
- việc tính toán được thực hiện riêng lẻ cho từng hệ thống;
- bạn cần giảm áp suất bắt buộc trong hệ thống sưởi ấm của cơ sở;
- nếu thang máy không điều chỉnh được thì không thể thay đổi các thông số của mạch gia nhiệt.
Thang máy điều chỉnh tự động
Hiện nay, có những thiết kế thang máy, trong đó, với sự trợ giúp của điều chỉnh điện tử, mặt cắt của vòi có thể được thay đổi. Một thang máy như vậy có cơ chế di chuyển kim ga. Nó thay đổi lumen của vòi phun và kết quả là tốc độ dòng chảy của chất làm mát thay đổi. Thay đổi khe hở làm thay đổi tốc độ chuyển động của nước Kết quả là, tỷ lệ trộn của nước nóng và nước từ "trở lại" thay đổi, do đó thay đổi nhiệt độ của chất làm mát trong "cung cấp". Bây giờ thì đã rõ lý do tại sao cần có áp lực nước trong hệ thống sưởi ấm.
Thang máy điều chỉnh lưu lượng và áp suất của môi chất gia nhiệt, và áp suất của nó điều chỉnh dòng chảy trong mạch gia nhiệt.
Khi nào thì nên cài đặt AUU - ví dụ và tính toán thời gian hoàn vốn
Hãy xem 3 ví dụ về việc cài đặt đơn vị đo sáng và tính thời gian hoàn vốn cho sự kiện này.
Tất cả các ví dụ đều từ thực tế cuộc sống và dựa trên các cuộc khảo sát năng lượng mà chúng tôi đã thực hiện.
Và như vậy, chúng tôi có ba tòa nhà hành chính (văn phòng):
- Tòa nhà 1 với diện tích 1300 m2
- Tòa nhà 2 với diện tích 4800 m2
- Tòa nhà 3 với diện tích 18.500 m2
Cả ba tòa nhà đều nằm ở Moscow.
Dưới đây là kết quả chính của việc lắp đặt bộ điều khiển hệ thống sưởi:
| Diện tích, m2 | Tổng lượng nhiệt tiêu thụ cho giai đoạn sưởi ấm trước khi lắp đặt AUU | Tổng lượng nhiệt tiêu thụ trong thời gian sưởi ấm sau khi lắp đặt AUU | Giảm tiêu thụ nhiệt Gcal | Chi phí Gcal nghìn rúp. (2018 y.) | Tiết kiệm cho thời kỳ sưởi ấm hàng nghìn rúp | |
| Tòa nhà số 1 | 1 300 | 340 | 266 | 74 | 2,0 | 148 |
| Tòa nhà số 2 | 4 800 | 550 | 418 | 132 | 2,0 | 264 |
| Tòa nhà số 3 | 18 500 | 4 400 | 3 720 | 680 | 2,0 | 1 360 |
Có thể thấy từ bảng, việc lắp đặt một bộ phận kiểm soát nhiệt giúp giảm tiêu thụ nhiệt trong thời gian sưởi bằng cách:
- Tòa nhà số 1 - 74 Gcal,
- Tòa nhà số 2 - 132 Gcal,
- Tòa nhà số 3 - 680 Gcal.
Sự khác biệt đáng kể trong việc giảm tiêu thụ chủ yếu là do:
- quy mô của các tòa nhà (diện tích và số tầng)
- số giờ hoạt động,
- cuộc hẹn.
Bảng sau đây cho thấy:
- tiết kiệm nhiệt cho giai đoạn sưởi ấm (dựa trên chi phí 2 nghìn rúp cho mỗi Gcal)
- chi phí lắp đặt và cài đặt bộ điều khiển sưởi ấm và
- thời gian hoàn vốn.
| Tiết kiệm cho thời kỳ sưởi ấm hàng nghìn rúp | Chi phí AUU (thiết bị và lắp đặt) | Thời gian hoàn vốn đơn giản tính theo năm | |
| Tòa nhà số 1 | 148 | 1 556 | 10,5 |
| Tòa nhà số 2 | 264 | 1 856 | 7,0 |
| Tòa nhà số 3 | 1 360 | 2 000 | 1,5 |
Kết luận chính mà chúng ta có thể rút ra từ việc tính toán thời gian hoàn vốn của AUU
Nên lắp đặt thiết bị kiểm soát nhiệt tự động trong các tòa nhà có mức tiêu thụ nhiệt năng đáng kể và trong các tòa nhà quá nóng.
Trong các tòa nhà nhỏ và các tòa nhà có mức tiêu thụ năng lượng nhiệt thấp, một bộ phận điều khiển hệ thống sưởi tự động sẽ có hiệu quả trong thời gian rất dài hoặc không bao giờ.
Trong các tòa nhà nhỏ, nên sửa đổi hoặc lắp đặt lại các đơn vị thang máy, cũng như lắp đặt hệ thống van cân bằng trên các ống nâng chính của hệ thống sưởi.
Bộ điều khiển hệ thống sưởi
Một ví dụ về việc thực hiện kế hoạch 1 AUU
Sơ đồ sơ đồ của bộ điều khiển tự động với độ giảm áp suất có sẵn đủ ở đầu vào
(P1 - P2> 6 mWC) cho nhiệt độ lên đến AUU t = 95-70 ° С
Thế giới hiện đại từ lâu đã không thể làm được nếu không có công nghệ tiên tiến. Không có công nghệ hoặc hệ thống nào không sử dụng các giải pháp mang tính cách mạng. Hệ thống sưởi ấm cũng không ngoại lệ. Điều này là do thực tế rằng đây là một công nghệ khá quan trọng, được thiết kế để cung cấp một sự tồn tại thoải mái.
Vì những lý do hiển nhiên, khi thiết kế một ngôi nhà được chú ý đặc biệt. Từ xa xưa, những ngôi nhà được xây dựng từ một cái lò, tức là đầu tiên một cái lò được dựng lên, sau đó là tường và trần mọc um tùm.
Điều này được thực hiện vì một lý do, vì điều này chúng ta cần phải nói "cảm ơn" với khí hậu của chúng ta.
Bắt đầu từ vùng giữa của đất nước rộng rãi của chúng tôi và kết thúc với Sakhalin xa xôi, một nhiệt độ khá khó chịu ngự trị hầu hết các năm. Cột nhiệt kế dao động từ +30 đến -50 độ.
Do sự cộng hưởng nhiệt độ khá phức tạp, hệ thống sưởi ấm cũng quan trọng như việc cung cấp điện. Trước đây, một người thợ nấu bếp thành thạo và biết cách chế tạo ra chiếc bếp phù hợp được đánh giá cao ngang với trình độ của một người thợ rèn. Sau cùng, bạn cần phải tính toán chính xác kích thước của hộp lửa, đường kính của ống khói, ngoài ra, bếp phải đa chức năng:
- thức ăn đã được chuẩn bị sẵn trong đó;
- cô ấy làm nóng căn phòng;
- làm ấm nước;
- phục vụ như một nơi ngủ nhỏ.
Đó là lý do tại sao việc xây dựng lò rất khó khăn và tốn nhiều thời gian. Cô phải có đủ gió lùa để tất cả các sản phẩm cháy không lọt vào phòng. Nhưng với tất cả những điều này, cô phải tiết kiệm.
Ngày nay, về nguyên tắc, có rất ít thay đổi. Các chức năng và yêu cầu chính đối với hệ thống sưởi vẫn như cũ:
- tiết kiệm;
- hiệu quả tối đa;
- đa chức năng;
- sự đơn giản của thiết kế;
- chất lượng và độ bền;
- chi phí hoạt động tối thiểu;
- sự an toàn.
Lửa là nguồn nhiệt đầu tiên của con người. Và ngay cả bây giờ sự liên quan của nó vẫn không mất đi ý nghĩa. Cách sưởi ấm nguyên thủy nhất là đốt lửa để bảo vệ khỏi động vật ăn thịt, nhiệt độ thấp và đóng vai trò như một nguồn ánh sáng.
Xa hơn nữa, theo thời gian, loài người bắt đầu thuần hóa món quà của thần Hermes. Lò xuất hiện, chúng thường được xây dựng từ đất sét và đá. Sau đó, với sự tiến bộ của công nghệ, họ bắt đầu sử dụng gạch gốm. Và đó là lần đầu tiên xuất hiện.
Các lò luyện thép xuất hiện muộn hơn nhiều, họ xác định sự hình thành của Thời đại thép. Than, củi, than bùn được dùng làm chất đốt cho bếp lò. Với việc khí hóa các thành phố, các lò luyện thép. Và trong suốt thời gian qua, mọi người đã nỗ lực cải tiến hệ thống sưởi.
Tại sao lắp đặt AUU trong các tòa nhà có mức tiêu thụ nhiệt cao lại có lợi hơn?
Thiết bị điều khiển hệ thống sưởi có giá tương đương nhau đối với các tòa nhà lớn và nhỏ (chênh lệch giữa chi phí thiết bị và lắp đặt là 20% -30%).
Đồng thời, một tòa nhà lớn có thể tiết kiệm năng lượng nhiệt gấp 5-10 lần so với một tòa nhà nhỏ.
Trong ví dụ của chúng tôi, chúng tôi thấy:
- Bộ phận điều khiển hệ thống sưởi tự trả trong 10,5 năm tại tòa nhà số 1, với diện tích 1.300 m2 và mức tiêu thụ nhiệt là 340 Gcal trước khi lắp đặt AUU.
- Đơn vị tương tự tự chi trả trong 1,5 năm cho tòa nhà số 3, với diện tích 18.500 m2 và mức tiêu thụ nhiệt trước khi lắp đặt là 4.400 Gcal AUU.
Phân tích và tính toán của chúng tôi không phải là phổ quát.
Chúng chỉ cung cấp cho bạn hiểu biết cơ bản về việc lắp đặt các thiết bị điều khiển hệ thống sưởi tự động ở những tòa nhà nào là phù hợp hơn.
Chúng tôi khuyên bạn nên tính toán tính khả thi và thời gian hoàn vốn của bộ điều khiển hệ thống sưởi cho từng tòa nhà, dựa trên các trường hợp và điều kiện cụ thể.
Cách lắp đặt bộ điều khiển hệ thống sưởi tự động
Không có thay đổi cơ bản nào trong sơ đồ cấp nhiệt của tòa nhà khi lắp đặt bộ điều khiển hệ thống sưởi tự động (AUU).
Không giống như các đơn vị thang máy được lắp đặt trên mỗi khu vực của ngôi nhà, AUU được gắn trên mỗi tòa nhà theo quy định.
Kết nối thiết bị điều khiển được thực hiện sau thiết bị đo năng lượng nhiệt.
Thiết bị kiểm soát thời tiết bao gồm các yếu tố sau:
- phần tử điều khiển,
- van điều khiển với một thiết bị truyền động,
- bơm tuần hoàn,
- cảm biến nhiệt độ ngoài trời,
- cảm biến nhiệt độ phòng.
Yếu tố điều khiển của thiết bị kiểm soát thời tiết cho phép bạn thay đổi thủ công các cài đặt xác định chế độ hoạt động của hệ thống sưởi và cho phép bạn duy trì các nhiệt độ khác nhau trong tòa nhà tại các thời điểm khác nhau.
Ví dụ, trong các tòa nhà văn phòng vào cuối tuần và ngày lễ, bạn có thể giảm nhiệt độ không khí bên trong xuống +12 ° C.
Ngày thường, nhiệt độ có thể nâng lên +18 ° C.
Sơ đồ và cái nhìn chung của bộ điều khiển thời tiết tự động được thể hiện trong các hình bên dưới.
Đề án cung cấp cho:
- tự động chuyển đổi giữa máy bơm chính và máy bơm dự phòng trong trường hợp hỏng một trong các máy bơm,
- khả năng đưa ra một lịch trình linh hoạt để điều chỉnh nhiệt độ không khí trong cơ sở, có tính đến thời gian ban đêm, cuối tuần và ngày lễ cho toàn bộ mùa sưởi,
- kiểm soát bắt buộc nhiệt độ của vật mang nhiệt trở lại,
- duy trì lịch trình nhiệt độ.
Nhiệt độ của hệ thống sưởi ấm được kiểm soát bằng cách thay đổi thông lượng của van và thêm nước làm nóng bằng cách sử dụng một máy bơm tuần hoàn.
Trong quá trình hoạt động, bộ điều khiển:
- thăm dò định kỳ các cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến không khí trong nhà (nếu có) và cảm biến không khí ngoài trời,
- xử lý thông tin nhận được và
- tạo ra các tín hiệu điều khiển đưa ra lệnh cho cơ cấu chấp hành để mở hoặc đóng.
Hành động điều khiển từ bộ điều khiển làm thay đổi độ mở của vùng dòng chảy của van điều khiển.
Trong trường hợp không có cảm biến không khí trong nhà, ưu tiên kiểm soát chính là duy trì lịch trình nhiệt độ.
Tính năng cài đặt và xác minh
Cần lưu ý ngay rằng việc lắp đặt và xác minh hoạt động của thang máy và hệ thống sưởi là đặc quyền của đại diện công ty dịch vụ. Cư dân trong nhà bị nghiêm cấm làm điều này. Tuy nhiên, nên có kiến thức về cách bố trí các đơn vị thang máy của hệ thống sưởi trung tâm.
Trong quá trình thiết kế và lắp đặt, các đặc tính của chất mang nhiệt tới được tính đến
Sự phân nhánh của mạng trong nhà, số lượng thiết bị sưởi và chế độ nhiệt độ hoạt động cũng được tính đến. Bất kỳ đơn vị thang máy tự động nào để sưởi ấm bao gồm hai phần
- Điều chỉnh tốc độ dòng chảy của nước nóng đầu vào, cũng như đo các chỉ số kỹ thuật của nó - nhiệt độ và áp suất;
- Trực tiếp chính bộ phận trộn.
Đặc điểm chính là tỷ lệ trộn. Đây là tỷ lệ thể tích của nước nóng và lạnh. Tham số này là kết quả của các phép tính chính xác. Nó không thể là bất biến, vì nó phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài. Việc lắp đặt cần được thực hiện nghiêm ngặt theo sơ đồ của đơn vị thang máy của hệ thống sưởi. Sau đó, tinh chỉnh được thực hiện.Tải tối đa được khuyến nghị để giảm lỗi. Như vậy, nhiệt độ nước trong đường ống hồi lưu sẽ ở mức tối thiểu. Đây là điều kiện tiên quyết để điều khiển chính xác van cổng tự động.
Sau một khoảng thời gian nhất định, cần kiểm tra theo lịch trình hoạt động của bộ phận thang máy và toàn bộ hệ thống sưởi ấm. Thủ tục chính xác phụ thuộc vào chương trình cụ thể. Tuy nhiên, bạn có thể lập một kế hoạch chung, bao gồm các thủ tục bắt buộc sau:
- Kiểm tra tính toàn vẹn của đường ống, van và thiết bị, cũng như sự tuân thủ của các thông số của chúng với dữ liệu hộ chiếu;
- Căn chỉnh của cảm biến nhiệt độ và áp suất;
- Xác định tổn thất áp suất trong quá trình chất làm mát đi qua vòi phun;
- Tính toán hệ số dịch chuyển. Ngay cả đối với sơ đồ sưởi ấm chính xác nhất của đơn vị thang máy, thiết bị và đường ống sẽ bị hao mòn theo thời gian. Việc hiệu chỉnh này phải được tính đến khi thiết lập.
Sau khi hoàn thành các công việc này, bộ gia nhiệt trung tâm thang máy tự động phải được niêm phong để ngăn chặn sự can thiệp trái phép.
Không sử dụng sơ đồ nút thang máy tự chế cho hệ thống sưởi trung tâm. Họ thường không tính đến những đặc điểm quan trọng nhất, điều này không chỉ có thể làm giảm hiệu quả công việc mà còn có thể gây ra tình trạng khẩn cấp.
Sử dụng hiệu quả các trạm đo tự động
Việc sử dụng AUU là hiệu quả nhất:
- trong các tòa nhà lớn với mức tiêu thụ nhiệt đáng kể,
- trong những ngôi nhà được kết nối với mạng lưới sưởi ấm của thành phố,
- trong các tòa nhà có hệ thống sưởi trung tâm giảm áp không đủ và bắt buộc phải lắp đặt các máy bơm sưởi trung tâm,
- trong các tòa nhà có hệ thống cấp nước nóng phi tập trung và hệ thống sưởi trung tâm.
