Способ регулирования температуры смеси наружного и рециркуляционного воздуха на выходе теплообменника и система автоматического управления приточной вентиляционной установкой

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СМЕСИ НАРУЖНОГО И РЕЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВОЗДУХА НА ВЫХОДЕ ТЕПЛООБКомитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(19) К 10 (11) 200528 (51) 5 Р 24 Г 11 00 МЕННИКА И СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИТОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ(57) Сущность изобретения; регулируют соотношение количества наружного и рециркуляционного воздуха до теппообменника (ТО) и количество теплоносителя через ТО при отрицательных т-рах наружного воздуха, Количества регулируют в зависимости от изменения т-ры воздуха на выходе из ТО, Количество теплоносителя регулируют в зависимости от изменения т-ры теплоносителя после ТО.2 спф-лы, 2 ил, 2005281Б 10 ва теплоносителя через теплообменник при постоянном соотношении количества наружнага и рециркуляционного воздуха.К недостатку данного способа регулирования следует отнести снижение эффективнасти использования энтальпии теплоносителя теплосети с понижением температуры наружнага воздуха из-за роста темгературы Обратнага теплоносителя теп 55 Изобретение относится к области венг;: и кандицианирования воздуха, в ;.;:.ест к регулированию температуры ,т;,.:;а Ого 1 аздуха вхолодный периодгода :с:л,зсваиии рециркуляции,-гсгг:,: способ регулирования темпе.: ур,.:",:,с: наоужнаго и рециркуляционОг: воздуха на выходе теплообменника, пр котором в зоне Отрицательныхтемператур наружного воздуха изменяот количест.1 ааб; е ика см. кривую А на фиг,2) Наиболее близок к предлагаемому способ регулирования температуры смеси.наружнага и рециркуляционного воздуха на в.ходе теплаабменика, при котором в зо в а" иательых температур наружного воздуха изменяат Отнашеие количества арр:.Ога и рециркуляционного воздуха по Отк;ОнсниО температуры воздуха перед те.Оабменикам, а количество тепланасита; ере-; тапиаааменник изменяОт по отгэ Он а темперауры воздуха на выходе ",еп г(Обма аТакай способ ре улиравания позволяет сизть темгсрзтуру абрапОГО тепланаси теля в зоне максимальных отрицательных температур наружнага воздуха, но имеет тенденциа к павышениО температуры обратного теплоносителя с ростам температуры наружного воздуха см,кривую В на фиг.2).Цель изобретения - павьшение эффективности использования энтальпии теплоносителя теплосети.Для этого при регулировании температуры смеси наружнога и рециркуляционного воздуха на выходе теплаобменника в зоне Отрицательных температур наружного воздуха соотношение количества наружнога и рециркуляционного воздуха изменяют па отклонению температуры воздуха на выходе теплаабменника, а количество теплоносителя через теплаобменник изменяат па отклонению температуры обратного тепланаслтеля теплаабменника. Известна система автоматического управления вентустановкай, содержащая клапан теплоносителя теплаабменника и сдвоенный клапан наружного и рециркуляционного воздуха, связанные цепями уп 25 30 35 40 50 равления с термарегулятаром нагреваемого воздуха .Недостаток данной системы заключается в низкой эффективности использования энтальпии теплоносителя теплосети.Наиболее близкой по функционально-канструктивным признакам является система автоматического управления, содержащая автомат питания, включенный через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки пускатель вентилятора с первым замыкающим блок-контактом пусковой кнопки, терморегулятор с датчиком нагреваемого воздуха, связанный выходами управления на понижение и повышение с цепями открытия и закрытия заслонки сдвоенного клапана наружного и рециркуляционного воздуха, размещенной в канале наружного воздуха, клапан теплоносителя теплаобменника с цепями открытия и заКрытия.Данная система также имеет низкую эффективность использования энтальпии теплоносителя теплосети.Изобретение направлено на осуществление предложенного способа регулирования и возможности практического повышения эффективности использования энтальпии теплоносителя теплосети, .Для этага в систему автоматического управления притачнай вентустанавкой, содержащей автомат питания, включенный через последовательно соединенные стапавую и пусковую кнопки пускатель вентилятора с первым замыкающим блок-контактом пусковой кнопки, терморегулятор с датчиком нагреваемога воздуха, связанный выходами управления на понлжение и повышение с цепями открытия и закрытия заслонки сдвоенного клапана наружного и рециркуляционного .воздуха, размещенной в канале наружного воздуха, клапан теплоносителя теплаабменника с цепями открытия и закрытия, дополнительно введены терморегулятор с датчиком обратного теплоносителя и выходами управления на понижение и повышение температуры, термареле наружного воздуха, реле переключения с первым-вторым замыкаОщим и третьим-пятым размыкающим контактами, замыкающий и размыкающий выключатели Ограниченнага закрытия заслонки наружного воздуха сдвоенного клапана, замыкающий выключатель полного закрытия клапана теплоносителя, второй-третий замыкающие и четвертый-пятый размыкающие контакты пускателя,На фиг,1 представлена функциональная схема управления вентустановкай; на фиг.2 - графики температуры обратного теплоно ы)0( бЯ 115 20 25 140 сителя при различных способах регулирования и работе данной системы, где Т - температура прямого теплоносителя; Т 2 температура обратного теплоносителя; Ъ - температура наружного воздуха; А - график Т 2 по способу 1; В - график Т 2 по способу 2; С - график Т 2 по предложенному способу.Система автоматического управления приточной вентустановкой содержит автомат 1 питания, включенный через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки 2 и 3 пускатель 4 вентилятора 5 с первым замыкающим блок-контактом 6 пусковой кнопки 3, терморегулятор 7 с датчиком 8 нагреваемого воздуха, связанный выходами 9 и 10 управления на понижение и повышение с цепями 11 и 12 открытия и закрытия заслонки сдвоенного клапана 13 наружного и рециркуляционного воздуха; размещенной в канале наружного воздуха, клапан 14 теплоносителя теплообмениика 15 с цепями 16 и 17 открытия и закрытия, дополнительно введенные терморегулятор 18 с датчиком 19 обратного теплоносителя и выходами 20 и 21 управления на понижение и повышение температуры, термореле 22 наружного воздуха, реле 23 переключения с первым-вторым замыкающим и третьим-пятым размыкающим контактами 24-25 и 26-28, замыкающий и размыкающий выключатели 29-30 ограниченного закрьтия заслонки наружного воздуха сдвоенного клапана 13, замыкающий выключатель 31 полного закрытия клапана 14 теплоносителя, второй-третий замыкающие и четвертый-пятый размыкающие контакты 32 - 33 и 34-35 пускателя 4.При этом терморегулятор 7 нагреваемого воздуха включен в систему управления через второй замыкающий контакт 32 пускателя 4 и соединен выходом 9 иа понижение температуры с цепью 11 открытия сдвоенного клапана 13 через параллельно включенные замыкающий выключатель 31 полного закрытия клапана 14 теплоносителя и первый замыкающий контакт 24 реле 23 переключения и с цепью 17 закрытия клапана 14 теплоносителя через последовательно включенные третий замыкающий и четвертый замыкающий контакты 33 и 27 пускателя 4 и реле 23 переключения, а выходом 10 на повышение температуры соединен с цепью 12 закрытия сдвоенного клапана через размыкающий выключатель 30 ограниченного закрытия наружного воздуха и с цепью 16 открытия клапана 14 теплоносителя через последовательно включенные замыкающий выключатель 29 сдвоенного клапана 13 и третий размыкающий контакт 26 реле 23 переключения, при чем последнее включено через термореле 22 наружного воздуха.Терморегулятор 18 обратного теплоносителя включен через второй замыкающий контакт 25 реле 23 переключения и соединен выходами 20 и 21 управления на понижение и повышение температуры с цепями 17 и 16 закрытия и открытия клапана 14 теплоносителя, четвертый размыкающий контакт 34 пускателя 4 включен между автоматом 1 питания и цепью 12 закрытия сдвоенного клапана 13, а последовательно включенные пятые раэмыкающие контакты 28 и 35 реле 23 переключения и пускателя 4 включены между автоматом 1 питания и цепью 17 закрытия клапана 14 теплоносителя.В соответствии с предложенным способом регулирование температуры смеси наружного и рециркуляционного воздуха на выходе теплообменника 15 (далее приточного воздуха) осуществляется следующим образом.В зоне отрицательных температур наружного воздуха соотношение количества наружного и рециркуляционного воздуха изменяют по отклонению температуры приточнсго воздуха: при повышении последней доля наружного воздуха увели н 1 вается; при понижении - умеиьшаетсч. Ори этом количество теплоносителя через теплообмеииик 15 изменяют по отклонено о температуры обратного теплоносителя: при повышении последней количество теплоносителя уменьшают; при понижении - увеличивают,т.е. последняя поддерживается иа постоянном минимальном заданном уровне, например 15 - 20 ОС, исключая возможность замерзания воды в рубках теплообмеи ника 15, которое усугубляется температурным расслоением воздуха в смеси дс теплообменника 15, С ростом температуры наруж ого воздуха и переходом его в зону полож тельных значений температуру приточиого воздуха можно поддерживать в дальнейшем, например, путем последовательного уменьшения количества теплоносителя и увеличения количества наружного воздуха при соответствующем. уменьшении рециркуляции, т.е. с повышением температуры наружного воздуха сначала уменьшается расход теплоиосителя до нуля (в это время исключается возможность замерзания трубок), а далее увеличивается доля наружного воздуха до 100 У;,На фиг.2 кривые А, В и С характеризуют температуру обратного теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха соответственно при первом гаиалог), 20052815 10 15 20 25 30 40 45 50 втором (протатип) и предложенном способах регулирования. Как видно из фиг,2, толька па предложенному способу регулирования (график С) обеспечивается паста:;иная минимальная температура обратного теплоносителя в зоне отрицательных температур наружного воздуха, что повышает эффективность использования энтальпии теплоносителя теплосети.Система автоматического управления приточнай вентустановкой работает следующим образом.Зона отрицательных температур наружнога воздуха.В предпусковом (ночном) режиме через включенный автомат 1 питания и замкнутое термореле 22 наружного воздуха включено реле 23 переключения, которое своим вторым замыкающим контактом 25 включает терморегулятор 18, который по сигналу сваега датчика 19 температуры обратного теплоносителя с выходов 20 и 21 управления на понижение и повышение температуры подает команды по цепям 16 и 17 открытия и закрытия на клапан 14 теплоносителя (при повышении температуры обратного теплоносителя клапан 14 прикрывается; при понижении - открывается), который удерживает температуру обратного теплоносителя на необходимом минимуме, обеспечивая защиту теплаобменника 15 ат замерзания и исключая неоправданный расход теплоносителя, При этом через четвертый размыкающий контакт 34 пускателя 4 по цепи 12 подается команда на полное закрытие, сдваенного клапана 13, перекрывающего неоправданный доступ холодного наружного воздуха к теплаобменнику 15.Для включения приточной вентсистемы нажимается пусковая кнопка 3 и через замкнутую стопавую кнопку 2 включается пускатель 4, который самоблакируется первым замыка,ощим контактом б и включает вентилятор 5. Пускатель 4 вторым замыкающим контактом 32 включает терморегулятор 7, который по сигналу датчика 8 приточного воздуха начинает подавать команду с выхода 9 через первый замыкающий контакт 24 включенного реле 23 по цепи 11 на открытие сдвоенного клапана 13 в сторону забора холодного нару:кнага воздуха и уменьшения доли теплого рециркуляционного воздуха, При этом начинает понижаться температура обратного теплоносителя и терморегулятор 18 по сигналу датчика 19 с выхода 21 па цепи 16 начинает открывать клапан 14, увеличивая расход теплоносителя до восстановления заданной температуры, например 20 С, и одновременно повышая температуру притачнаго воздуха. При возможном дальнейшем понижении температуры приточного воздуха (понизилась температура наружного воздуха) терморегулятор 7 по сигналу датчика 8 с выхода 10 через размыкающий выключатель 30 ограниченного закрытия наружного воздуха (700) по цепи 12 начинает закрывать сдвоенный клапан 13, уменьшая количество холодного наружного и увеличивая количество теплого рециркуляционного воздуха, При этом начинает повышаться температура обратного теплоносителя и терморегулятор 18 с выхода 20 по цепи 17 начинает прикрывать клапан 14, уменьшая расход теплоносителя до восстановления заданной температуры обратного теплоносителя.В дальнейшем пад влиянием различных возмущающих воздействий, включая и изменение температуры наружного воздуха или/и температуры рециркуляционного воздуха, процесс регулирования происходит указанным способом, Поскольку регулирование температуры приточного воздуха сдвоенным клапаном 13 обладает значительно меньшей инерционностью, чем регулирование температуры обратного теплоносителя клапаном 14, то система управления в целом обладает высокой стабильностью и надежностью.В предпускавом (начном) режиме через автомат 1 питания и четвертый размыкающий контакт 34 пускателя 4 поступает команда по цепи 12 на полное закрытие сдвоенного клапана 13 в сторону прохода наружного воздуха и через последовательно включенные пятые размыкающие контакты 28 и 35 отключенных реле 23 переключения и пускателя 4 поступает команда по цепи 17 на полное закрытие клапана 14 теплоносителя.Для включения приточнай системы нажимается пусковая кнопка 3 и через замкнутую стоповую кнопку 2 включается пускатель 4, который самоблокируется первым замыкающим контактом б и включает вентилятор 5, Пускатель 4 вторым замыкающим контактом 32 включает терморегулятор 7, который по сигналу датчика 8 начинает подавать команду с выхода 9 через замкнутый выключатель 31 полного закрытия клапана 14 теплоносителя по цепи 11 на открытие сдвоенного клапана 13 в сторону прохода наружного воздуха да установления заданной температуры приточного воздуха,При понижении температуры приточного воздуха вследствие понижения температуры наружного воздуха терморегулятор 7 с выхода 10 сначала подает команду через10 2005281 наружного воздуха к заданной 1 емпературе приточного воздуха.П ри переходе температуры на руж ноговоздуха из зоны положительных значений в 5 зону отрицательных или наоборот системауправления автоматически переходит с режима на режим посредством термореле 22 наружного воздуха и контактов реле 23 пеоеключения.10 Таким образом, изобретение обеспечивает более полное использование энтэль- пии теплоносителя теплосети при высокой надежности системы управления. 15 (56) Костырко К. и Околович-Гробовска П,Измерение и регулирование влажности в помещениях, М.: Стройиздат, 1982, с, 136 -137, 154 - 155, рис, 124, 146. Авторское свидетельство СССР 20 К. 1439359, кл; Р 24 Г 5 00, 1986, Формула изобретения1. Способ регулирования температурысмеси наружного и рециркуляционноговоздуха на выходе теплообменника, заключающийся в регулировании соотношенияколичества наружного и рециркуляционного воздуха до теплообменника и количества теплоносителя через теплообменникпри отрицательных температурах наружного воздуха, отличающийся тем, что соотношение количества наружного ирециркуляционного воздуха регулируют взависимости от изменения температурывоздуха на вь 1 ходе иэ теплообменника, а 35количество теплоносителя через теплообменник регулируют в зависимости от изме-,нения температуры теплоносителя послетеплообменника,2, Система автоматического управле-ния приточной вентиляционной установкой, содержащая автомат питания,включенный через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки пускатель вентилятора с первым замыкающимблок-контактом пусковой кнопки, терморегулятор с датчиком нагреваемого воздуха,связанный выходами управления на понижение и повышение с цепями открытия и 50закрытия заслонки сдвоенного клапана наружного и рециркуляционного воздуха,размещенной в канале наружного воздуха,клапан теплоносителя теплообменника сцепями открытия и закрытия, отличающая- ББся тем, что система дополнительно содержит терморегулятор с датчиком обратноготеплоносителя и выходами управления напонижение и повышение температуры,термореле наружного воздуха, реле перееще замкнутый выключатель 30 по цепи 12 на закрытие сдвоенного клапана 13 в сторону прохода наружного воздуха до некоторого предела (30;ь от смеси), а после размыкания выключателя 30 через замкнувшийся выключатель 29 и третий разлыкающий-контакт 26 отключенного реле 23 подает команду по цепи 16 на открытие клапана 14 теплоносителя до восстановления температуры приточного воздуха, При обратном повышении температуры последнего терморегулятор 7 с выхода 9 через третий и четвертый замкнутые контакты 33 и 27 пускателя 4 и реле 23 сначала подает команду по цепи 17 на закрытие клапана 14 теплоносителя, а в случае его полного закрытия через замкнувшийся выключатель 31 подает команду по цепи 11 на открытие клапана 13 в сторону прохода наружного воздуха вплоть до 100 при подходе темпеоатуры ключения с первым - вторым замыкающими и третьим - пятым раэмыкающими контактами, замыкающий и размыкающий выключатели о;раниченного закрытия заслонки нарукного воздуха сдвоенного клапана теплоносителя, второй - тоетий замыкающие и чатвеотый - ггятый размыка, ющие контакты пускателя, при этом терморегулятор нагреваемого воздуха вклю:ен в систему управления через втсрой замыкающий контакт пускателя и соединен выходом на поникение температуры с цепью открытия сдвоенного клапана через параллельно вкгпоченные замыкающии выключатель полного закрытия клапана теплоносителя и первый замыкающий контакт реле переключения и с цепью закрытия клапана теплоносителя через последовательно включенные третий замыкающий и четвертый размыкающий кон,такты пускателя и реле переключения, а ,выходом на повышение температуры соединен с цепью закрытия сдвоенного клапана через размыкающий выключатель ограниченного закрытия наружного воздуха и с цепью открытия клапана теплоносителя через последовательно включенные замыкающий выключатель сдвоенного кла. пана и третий размыкающий контакт реле переключения, причем последнее включе-но через термореле наружного воздуха, терморегулятор обратного теплоносителя, включен через второй зал 1 ыкающий кон,такт реле переключения и соединен выходами управления на паникение и повышение температуры с цепями закрытия и открытия клапана теплоносителя, четвертый размыкающий контакт пускате 11 2005281ля включен между автоматом питания и кающие контакты реле переключения и цепью закрытия сдвоенного клапана, а по-, пускателя включены между автоматом писледовательно включенные пятые размы- тания и цепью закрытия клапана теплоно 5 сителя.2005281 Корректор Л.филь Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Редактор А. БерЗаказ 3430 Составитель Е. ТарасовТехред М.Моргентал Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5