Automatyzacja w ogrzewnictwie i klimatyzacji Ćwiczenia audytoryjne
Zakres tematyczny ćwiczeń audytoryjnych Przykłady doboru układów i elementów automatyki do węzła ciepłowniczego, kotłowni na paliwo gazowe, centrali klimatyzacyjnej z odzyskiem ciepła). Przykłady doboru zaworów regulacyjnych jedno- i trójdrogowych w układach automatyki instalacji budynkowych
Warunki zaliczenia przedmiotu Pozytywny wynik kolokwium zaliczeniowego 13.01.2011. Obecność obowiązkowa na wszystkich zajęciach
Automatyzacja węzła ciepłowniczego Schemat ideowy węzła ciepłowniczego Zco 5 Zcw c.w.u. WCO WCWII c.o. LC2 cyrk. 6 1 2 WCWI sieć LC1 ΔpRRC ZRRC 4 3 w.z.
Automatyzacja węzła ciepłowniczego Elementy układu automatyki T T c.w.u. T T cyrk. c.o.. P T s.c. LC1 ΔP P P T W w.z. AI AO DI DO 10 2 2 4
Automatyzacja węzła ciepłowniczego realizowane funkcje Instalacja c.o.: 1. Utrzymywanie temperatury na zasilaniu T zas c.o. w funkcji temperatury zewnętrznej T e (regulacja nadążna -pogodowawedług wykresu regulacyjnego). 2. Zabezpieczenie przed przekroczeniem dopuszczalnej T zas - ograniczenie górne, ograniczenie dolne. 3. Funkcja zakończenia sezonu grzewczego (w sezonie grzewczym tzew = 16 /15 C, latem tzew = 12 /11 C ). 4. Funkcja osłabienia nocnego. 5. Wyłączenia optymalizowane: tzco = f (tzew, ti, τ ) patrz wykres, 6. Optymalizacja wykresu regulacyjnego. 7. Regulacja obrotów pomp obiegowych: Δpdico = const, 8. Przełączanie pomp obiegowych, (pracująca, rezerwowa), (kontrola Δ p), 9. Testowanie pomp obiegowych latem. 10. Uzupełnianie wody w instalacji c.o.: (pomiar ps i sterowanie zaworem elektromagnetycznym),
Regulacja dostawy ciepła na potrzeby c.o. (nadążna, pogodowa, kompensacyjna) Ad. 1 Utrzymywanie temperatury na zasilaniu T zas c.o. w funkcji temperatury zewnętrznej T e
Wykres regulacji temperatury Tzco=f(Tzew) Tzcomax<100 C Tzco=90 C Tzco=f(Tzew) Tzco=Tw=20 C Tzcomin>5 C Tzew=-20 C Tzew=Tw=20 C
Utrzymywanie temperatury na zasilaniu T zas c.o.. w funkcji temperatury zewnętrznej T e Te c.w.u. cyrkulacja Wymiennik c.w.u. II stopień ZRcw ZRco PO Tzas Sieć ciepłownicza PC Wymiennik c.o. Instalacja c.o. Wymiennik c.w.u. I stopień WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA woda zimna AI AO DI DO 9
Regulacja pogodowa c.o. 1. Utrzymywanie temperatury na zasilaniu Tzas c.o. w funkcji temperatury zewnętrznej Te (według wykresu regulacyjnego). REGULATOR CYFROWY zakłócenia Czujnik t.zewn. Te Te Wykres regulacyjny Tzad e Regulator u Siłownik ZRco Wymiennik c.o. Tzas y Tzas +90 Tzad Czujnik t.zasil. Tzas Tzas +20 10-20 0 Te +20 Te
Regulacja pogodowa c.o. C ZRco % 100% 90 C Tzad C Tzas C 0 C czas 0% 11-20 C Te C
Ograniczenie Tzas 2. Zabezpieczenie przed przekroczeniem dopuszczalnej T zas. Ograniczenie dolne: zabezpieczenie przed zamarzaniem wody w instalacji c.o., np. +10 C (zależnie od rozległości instalacji). Ograniczenie górne: zabezpieczenie ludzi (poparzenie) i instalacji c.o. (przewody z tworzyw sztucznych), np. +80 C. Sposób działania: 80 C Tzas C 10 C 12 czas
Zakończenie sezonu 3. Funkcja zakończenia sezonu grzewczego. Wyłącz c.o.: gdy temperatura zewnętrzna wzrośnie powyżej progu wyłączenia c.o., np. +14 C (zależnie od obiektu). Załącz c.o.: gdy temperatura zewnętrzna spadnie poniżej progu wyłączenia c.o. - histereza, np. +14-2 C (zależnie od obiektu). Wyłączenie c.o. = zamknięcie ZRco i wyłączenie PO (z opóźnieniem). załącz c.o. H = 2K Te 13 wyłącz c.o. 12 C 14 C Te 0/1
Zakończenie sezonu Te c.w.u. cyrkulacja Wymiennik c.w.u. II stopień ZRcw ZRco PO Tzas Sieć ciepłownicza PC Wymiennik c.o. Instalacja c.o. Wymiennik c.w.u. I stopień woda zimna WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA AI AO DI DO 14
Osłabienie parametrów c.o. 4. Funkcja osłabienia nocnego. Normalna praca c.o.: według krzywej grzewczej dla utrzymywania temperatury wewnętrznej na zadanym poziomie np. +20 C (zależnie od obiektu). Osłabienie c.o.: utrzymywanie w budynku obniżonej temperatury na poziomie temperatury dyżurnej np. +13 C (zależnie od obiektu, uniknięcie kondensacji). Tzas +90 Dzień: Ti = 20 C Q Q A U (Ti = A U (Ti d Te) Te) 33 40 noc n = = dzień 13 + 20 = 20 + 20 0,83 Noc: Ti = 13 C +20 15-20 0 Te +20 Te
Osłabienie parametrów c.o. PRACA 17.00 OGRZEWANIE DYŻURNE 7.00 PRACA Ti C +20 +13 Qco 100% 83% OSZCZĘDNOŚĆ 16 0% PRACA (20 C) WYCHŁADZANIE PODTRZYMANIE (+13 C) ROZGRZEWANIE PRACA (20 C)
Optymalizacja temp. zasilania Temperatura zasilania, C P1 P2 P3 P4 P5 Temperatura zewnętrzna, C
Optymalizacja czasu włączenia i wyłączenia ogrzewania Obecność Optymalny czas startu Optymalny czas stopu Oszczędność energii Noc Noc Czas
Układ przygotowania c.w.u.: 5. Utrzymywanie temperatury c.w.u. T cwu 6. Sterowanie cyrkulacją. Funkcje dodatkowe: 7. Priorytet c.w.u. 8. Funkcje monitoringu: np. pz, pp, dane z ciepłomierza -komunikacja cyfrowa-protokół komunikacji), 9. Regulator Vs, Δ pd.
Regulacja Tcwu 5. Utrzymywanie temperatury c.w.u. T cwu. Temperatura zadana: +60 C regulacja stałowartościowa. Dezynfekcja układu: raz na dobę podgrzać c.w.u. do 70 C. Legionelle. Funkcja realizowana w nocy (3.00-4.00 rano). Wartość zadana Tcwu: 60 lub 70 C (wg zegara) REGULATOR CYFROWY e Regulator u Siłownik ZRcwu zakłócenia Wymiennik c.w.u Tcwu y Czujnik Tcwu Tcwu 20
Regulacja Tcwu c.w.u. Tcwu ZRcw Te cyrkulacja Wymiennik c.w.u. II stopień ZRco PO Tzas Sieć ciepłownicza PC Wymiennik c.o. Instalacja c.o. Wymiennik c.w.u. I stopień woda zimna WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA AI AO DI DO 21
Regulacja Tcwu 110 Przykładowe dane z monitoringu pracy układu przygotowania c.w.u.: 100 90 80 70 60 50 40 Otwarcie siłownika ZRcwu % Temperatura Tcwu C (zadana +55 C) 30 20 10 22 0 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 Rozbiór c.w.u. dm 3
Sterowanie cyrkulacją Te c.w.u. cyrkulacja Tcwu Wymiennik c.w.u. II stopień ZRcw ZRco PO Tzas Sieć ciepłownicza PC Wymiennik c.o. Instalacja c.o. Wymiennik c.w.u. I stopień WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA woda zimna AI 5 AO 2 DI DO 2 23
Układ przygotowania c.w.u. Ograniczenie zużycia ciepła przez dostosowanie czasu pracy układu c.w.u. i cyrkulacji: Energia, GJ 0,04 0,03 Rozbiór c.w.u. dm3 Energia cieplna GJ 200 150 Rozbiór c.w.u., dm3 Energia, GJ 0,04 0,03 Rozbiór c.w.u. dm3 Energia cieplna GJ 200 150 Rozbiór c.w.u., dm3 0,02 100 0,02 100 0,01 50 0,01 50 0 0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Godzina 0 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Godzina 0
Priorytet c.w.u. Przy dużych rozbiorach c.w.u. częściowe ograniczenie dostawy energii cieplnej do c.o. przymknięcie ZRco więcej energii cieplnej trafia do układu przygotowania c.w.u. Stosowany w obiektach gdzie rozbiory c.w.u. są okresowe, duże i krótkotrwałe (np. koszary, umywalnie ośrodków sportowych). Q Q Moc zamówiona C.W.U. C.W.U. Moc zamówiona C.O. C.O. Bez funkcji priorytetu c.w.u. czas Z funkcją priorytetu c.w.u. czas
Optymalizacja temp. zasilania Temperatura zasilania, C P1 P2 P3 P4 P5 Temperatura zewnętrzna, C
Optymalizacja czasu włączenia i wyłączenia ogrzewania Obecność Optymalny czas startu Optymalny czas stopu Oszczędność energii Noc Noc Czas
Dobór sterownika węzła ciepłowniczego
STEROWNIK IAC 600 wejścia/wyjścia Automatyzacja w klimatyzacji i ciepłownictwie
STEROWNIK IAC 600 wejścia/wyjścia
Dobór sterownika Sygnały obsługiwane przez sterownik węzła T T c.w.u. T T cyrk. c.o.. P T s.c. LC1 ΔP P P T W w.z. ZS AI AO DI DO 10 2 2 4
KONIEC