Жылу энергиясының шығынын есептеу
1
2
3
4
Аңдатпа
Бұл дипломдық жобада Алматы энергетика және байланыс
университетінің оқу корпустарында орналасқан жылу пункттерін үлестірілген
өндірістік желіге біріктіріп, SCADA жүйесін құру мәселесі қарастырылған.
Жылу пункттерін автоматтандырудың диспетчерлендірілуін жүзеге
асыру арқылы технологиялық параметрлер жайында нақты уақытта ақпарат
алып, апат жағдайларын уақытында анықтау мүмкіндігі пайда болады.
Жобада университеттің үш оқу корпусындағы жылу пункттерінің
технологиялық сұлбалары құрылып, автоматтандырудың функционалдық
сұлбасы құрылды. АБЖ құрылғылары арасында ақпарат алмасу процессінің
құрылымы жасалды.
Жылу пункттерін бақылау және басқарудың программалық қамтамасын
жасау үшін көптеген атықшылықтары бар Siemens фирмасының TIA Portal
программалық жабдық құрудың интегралдық ортасы қолданылды.
Экономикалық негіздеу бөлімінде тұрғын
үй-коммуналдық
шаруашылықтағы жылу пунктінің диспетчерлік бақылау және басқару
жүйесін құрудың тиімділіктері анықталды.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде тұрғын
үй-коммуналдық
шаруашылықтағы жылу пунктінің жұмысын қадағалайтын оператордың еңбек
жағдайын талдау, операторлық бөліміндегі шуды есептеу және шудан қорғану
шаралары қарастырылды.
Аннотация
В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы разработки и
исследования распределенной промышленной сети с беспроводной связью на
базе программного обеспечения TIA Portal на примере теплового пункта
Алматинского университета энергетики и связи.
Диспетчеризация позволяет получать технологические данные с объекта
в режиме реального времени, а также преждевременно предотвращать
аварийные ситуации, что очень важно с точки зрения безопасности.
При выполнении проекта, для начала, было произведено полное
описание тепловых пунктов университета, на основе которого была
разработана технологическая схема каждого теплового пункта. Также сделана
струтура обмена данными между устройствами АСУ тепловых пунктов.
На основе произведенного анализа сетевых протоколов был выбран
протокол
PROFINET, имеющий ряд преимуществ, для создания
промышленной сети.
На базе интегрированной среды разработки
программного обеспечения TIA Portal создана SCADA система для
мониторинга и управления тепловыми пунктами на примере лабораторных
стендов кафедры Инженерная кибернетика при АУЭС.
5
Мазмұны
Кіріспе
1 бөлім. Жылу желілерін автоматтандыру туралы әдебиеттерге шолу
1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесін зерттеу
1.2 Жылу пунктін автоматтандыру есебі
1.3 Жылу пунктін автоматтандыру жүйесінің аппараттық және
бағдарламалық жабдықтарына шолу
1.4 Есептің қойылымы
2 бөлім. Аппараттық қамтаманы құрастыру
2.1 Ақпараттық жабдықтаудың құрылымын жасау
2.2 Өндірістік контроллерді сипаттау
2.3 Байланыс жүйесін таңдау
3 бөлім. Бағдарламалық қамтаманы құрастыру
3.1 Жылу энергиясының шығынын есептеу
3.2 Жылу пунктінің диспетчерлік бақылау және басқару жүйесін құру
4 бөлім. Техника-экономикалық негіздеу
4.1 Жобаның бейнеленуі
4.2 Өндірістік жоспар
4.3 Автоматтандыру жүйесінің эксплуатацияға кететін шығындары
4.4 Қаржы жоспары
5 бөлім. Өміртіршілік қауіпсіздік бөлімі
5.1 Еңбекті қорғау бойынша заңдық және нормативтік актілер
5.2 Оператордың еңбек жағдайын талдау
5.3 Оператор бөлмесіндегі шуды есептеу
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
А қосымшасы
6
6
7
7
19
27
33
34
34
38
41
43
43
44
50
50
50
55
58
61
61
62
64
73
74
76
Кіріспе
Қазіргі кезде энергия тұтынатын елдердің басым көпшілігі энергияны
үнемдеу мәселесін шешу жолдарын іздеуде. ҚР Президентінің бұйрығымен
2012 жылғы 13 қаңтардағы Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін
арттыру және Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру
мәселелері бойынша заңнамалық актілерге өзгертулер мен толықтыруларды
енгізу туралы заңдары қабылданды. Энергия ресурстарын, соның ішінде
жылу энергиясын үнемдеу және тиімді пайдалану туралы мемлекеттік
бағдарламасын іске асыру автоматтандырылған басқару жүйелерін, бақылау
кешендерін, соның ішінде жеке автоматтандырылған жылу пункттерін
(ЖАЖП) енгізуді көздейді.
Бүгінгі таңда барлық жылу пункттерінде (ЖП) жылу энергиясының
шығынын есептеу буындары орнатылған. Жылу энергиясының есебін жүргізу
коммуналдық төлемдерді
нақты тұтынған мәні бойынша
жүргізуді
қамтамасыз еткенімен, энергияны үнемдеу мәселесін шеше алмайды.
Жылу беруді ауа райы температурасының шамасы бойынша реттеу және
түнгі уақыттар мен мейрамдарда ғимарат ішінде рұқсат етілетін минималды
температураны ұстап тұру арқылы энергия шығындарын қысқартуға болады.
Бұл жылу пункттерін автоматтандыру арқылы жүзеге асырылады.
Коммуналдық шығындарды қысқарту мақсатында Алматы энергетика
және байланыс университетінің үш оқу корпусы автоматтандырылған жылу
пункттерімен жабдықталған. Нақты уақытта объект туралы ақпаратты
қабылдау, технологиялық жабдықтардың күйін бақылау, қашықтықтан
басқару сияқты міндеттерді атқаратын SCADA жүйесінің болмауы қазіргі
автоматтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйесінің негізгі кемшілігі
болып табылады.
Жұмыстың мақсаты жылу пункттерінің үлгісі ретінде Инженерлік
кибернетика кафедрасында орнатылған Simatic контроллерлерін үлестірілген
өндірістік желісіне біріктіріп, орталықтандырылған диспетчерлік пунктін құру
болып табылады. Сонымен қатар, жылу пункттерінде орнатылған температура
және шығын датчиктерінен келген мәліметтерді архивтендіріп, тұтынылған
жылу энергиясын есептеу.
Қойылған мақсатты жүзеге асыру үшін көптеген артықшылықтары бар
Siemens фирмасының еркін программалынатын логикалық бақылауыштарына
(ЕПЛБ) арналған TIA Portal программалық жабдығын қолдану көзделуде.
7
1 бөлім. Жылу желілерін автоматтандыру туралы әдебиеттерге
шолу
1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесін зерттеу
Ғимараттарды
жылумен қамамасыз ету жүйесі жылыған
жылутасымалдағышты қажет ететін инженерлік жүйелерін жылу
энергиясымен қамтамасыз ету үшін арналған.
Жылумен қамтамасыз ету жүйелері су немесе су буының қолданылуына
байланысты су және бу жылумен қамтамасыз ету жүйелері деп бөлінеді.
1.1 кестеде су мен будың артықшылықтары көрсетілген.
1.1 к е с т е - Су мен будың артықшылықтары
8 Су
Бу
Суды үлкен ара қашықтықтарға
энергетикалық потенциалын көп
мөлшерде шығындамай тасымалдау
мүмкіндігі
Әмбебаптығы. Технологиялық
процесстермен қоса, көптеген жылу
тұтыну түрлерін қанағаттандыруы
Орталықтандырылған жылу көзінің
жылутасымалдағыш температурасын
өзгерту жолымен тұтынушыға жылу
жіберуді реттеу
Жылутасымалдағышты тасымалдау
шығынының аздығы
ЖЭС-та қауіпсіздікті сақтауға
мүмкіндік береді. Күрделі әрі қымбат
бу түрлендіргіш құрылғыларын
қолданбай конденсатты таза күйінде
сақтайды
Гидростатикалық қысымның аз
мөлшерде болуы
Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің
немесе ыстық сумен қамтамасыз ету
жүйесінің жылу желісіне қосылу
бағасының төмен болуы
Эксплуатация жеңілдігі. Бу жылумен
қамтамасыз ету жүйелерінде міндетті
түрде болатын конденсатты сорғылар
арқылы қайтару конденсатты сыртқа
шығару сияқты процесстерінің
қолданылмауы
Қазіргі кезде, көбіне, жылутасымалдағыш ретінде жылытылған су
қолданылады. Көптеген кемшіліктеріне орай су буы жылумен қамтамасыз ету
жүйелерінде өте сирек қолданылады. Қазіргі таңда су буын технологиялық
қажеттіліктер үшін ғана өндірістік ғимараттарда жылутасымалдағыш ретінде
қолданады [1].
Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің екі түрі бар:
орталықтандырылған және жергілікті. Үлкен қалалар үшін
орталықтандырылған жүйелер - болашақтың талаптарына сай және ұтымды
шешім болып табылады. Орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету
жүйелері отынды көп мөлшерде шығындауды қажет етпейді. Жылу көздерінің
аз болуы түтін мұржаларының санын азайтып, қоршаған ортаға шығарылатын
жану өнімдерінің көлемін қысқарту арқылы ауаны ластамайды. Сонымен
қатар, қаланың бойында таралған шағын қазандықтарға отынды тарату және
сол қатты отынды сақтау қоймаларын құру, күл мен қоқысты алып шығару
жұмыстарын қажет етпейді.
Осыған орай орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйелері
экологиялық жағынан қауіпсіз әрі сенімді жүйе болып табылады. Орталық
қазандықта өндірілген жылу құбырлар арқылы бірнеше ғимараттарға
таралады. Заманауи отын жағу және қоқысты тазарту технологиялары
қоршаған ортаға жағымсыз әсерлерді азайтады.
Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің тиімділігі жылу желісіне қосылу
түріне тәуелді болып келеді. Себебі, абоненттік енгізу сыртқы жылу желісі
мен жергілікті жылу тұтынушы арасындағы негізгі байланысу буыны болып
табылады.
Жергілікті жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің сұлбалары
гидравликалық байланыс белгісі жағынан тәуелді және тәуелсіз болып
бөлінеді [2].
Тәуелді байланысу жүйелерінде (1.1 сурет) жылутасымалдағыш жылу
желісінен тікелей жылумен қамдау құралдарына келіп түседі.
Сөйтіп, жылу желісінде айналып жүрген жылутасымалдағыш жылыту
жүйесінде де қолданылады. Сондықтан, жергілікті жылыту жүйесіндегі
қысым режимі сыртқы жылу желісінің қысым режимімен анықталады.
Тәуелді жылумен қамтамасыз ету жүйесінің негізгі кемшілігі - жылумен
қамдауды жылудың шамадан тыс берілетін жылыту маусымының басы мен
соңында реттеу мүмкіндігінің жоқтығы. Осы кемшілік тұтынушының
жайлылығы мен жылудың шығындалуына әсер етеді.
Энергияны үнемдеу мақсатында қазіргі кезде тәуелді жүйеден тәуелсіз
жүйеге өту белсенді түрде елең алуда. Бұл жылу энергиясының шығындарын
жылына 10-40%-ға дейін қысқартады.
9
1.1 сурет - Жылумен қамтамасыз етудің тәуелді жүйесі
Тәуелсіз сұлбаларда
жылутасымалдағыш
жылу желісінен
жылуалмастырғышқа келіп түседі де, жергілікті жылыту жүйесін толтырып
тұрған суды жылыту үшін ғана қолданылады. Жылу желісі мен жергілікті
жылыту жүйесі бір-бірінен толық изоляцияланған. Соның салдарынан
жергілікті құрылғылар жылу желісіндегі қысымның шамадан тыс арту немесе
кемуінен қорғалады. Әдетте, қысымның күрт өзгеруінен жылыту құралдары
бұзылып, жергілікті жылыту жүйелерінде жылутасымалдағыштың ағып кетуі
байқалады.
1.2 суретте жергілікті жылумен және ыстық сумен қамтамасыз
жүйесінің жылу желісіне екі құбырлы тәуелсіз сұлба бойынша қосылған
суреті көрсетілген.
Жылумен қамтамасыз етудің тәуелсіз жүйесі тәуелді жүйеге қарағанда
біршама артықшылықтарға ие:
- тұтынушыға берілетін жылу мөлшерін реттеу мүмкіндігі (екінші ретті
жылутасымалдағышты реттеу арқылы);
- сенімділігі жоғары;
- энергияны үнемдеу (жылуды 10-40%-ға дейін үнемдейді);
- жылутасымалдағыштың техникалық және эксплуатациялық сапасын
арттыру мүмкіндігі. Сол арқылы қазандық құрылғыларын ластанудан сақтау.
Осы артықшылықтардың арқасында жылумен қамтамасыз етудің
тәуелсіз жүйесі жылулық жүктемелері көп болып, жылулық желілері үлкен
ара қашықтықтарға тартылған ірі қалаларда белсенді түрде қолданылуда.
10
Қазіргі кезде тәуелді жүйелерді тәуелсіз жүйелерге ауыстыру технологиялары
құрастырылып, үлкен шығындарға қарамастан, көптеген жерлерде енгізілуде.
1.2 сурет - Жылумен қамтамасыз етудің тәуелсіз жүйесі
Жылытудың элеваторлық буындары. Тұрғын үйлер үшін жылыту
құралдарына баратын жылутасымалдағыштың санитарлық нормаларға [3] сай
температурасы 85°С-тан аспауы қажет. Ал жылу желілеріндегі (1.3 сурет)
ыстық судың температурасы 100-150°С-қа дейін болу мүмкін.
1.3 сурет - Жылыту элеваторының жұмыс принципі
11
Демек, жылутасымалдағыш температурасын қажетті шамаға дейін
төмендету керек. Бұл ғимараттың жылыту жүйесінің буынында орналасқан
элеватор арқылы жүзеге асырылады.
Элеватордың жұмыс жасау принципі келесіде: магистралдан келетін
жылыған су алмалы конус тәріздес соплоға келіп түседі. Бұл соплода судың
жылдамдығы лезде артады да, соның нәтижесінде соплодан араласу
камерасына баратын су ағыны кері құбырдағы салқындатылған сумен
элеватордың ішкі қуысында араласады (1.4 сурет).
1.4 сурет - Жылыту элеваторы
Толық алғанда, жылыту элеватор буыны бекітулі арматураларынан,
бақылау-өлшеу аспаптарынан, яғни манометрлер мен термометрлерден
тұрады. Элеватор буынының негізгі элементтері 1.5 суретте көрсетілген.
1 - тура құбыр; 2 - кері құбыр; 3 - жапқыштар; 4 - су өлшегіш; 5 - лай
жинағыштар; 6 - манометрлер; 7 - термометрлер; 8 - элеватор; 9 - жылыту
жүйесінің қыздырғыш аспаптары
1.5 сурет - Жылыту элеваторы буынының негізгі элементтері
Сонымен бірге, элеваторда жылыту жүйесінің ыстық және
салқындатылған судың араласуы орын алады. Сөйтіп, жылыту жүйесінің
12
құралдарына керекті температурадағы су келіп түседі. Элеватордың конусына
ірі бөлшектердің түсіп кетуін болдырмау үшін элеватордың алдына міндетті
түрде лай жинағышты орнату керек. Себебі, желідегі ірі қоқыстар элеваторды
толық істен шығаруы мүмкін.
Элеваторлардың кезінде үлкен қолданысқа ие болуы олардың жылу
желісіндегі жылулық және гидравликалық режимдердің өзгеріп тұруына
қарамастан тұрақты жұмыс істеуімен тікелей байланысты. Сонымен қатар,
элеваторлар тұрақты бақылауды қажет етпейді. Ал оның өнімділігін реттеу
тек соплосының диаметрін таңдаумен ғана байланысты [4]. Элеватордың
артықшылықтары мен кемшіліктері 1.6 суретте келтірілген.
1.6 сурет - Элеватордың артықшылықтары мен кемшіліктері
Бұрын суды араластыру үшін су сорғалағыш реттелмейтін (1.7а сурет)
және реттелетін (1.7б сурет) сорғыларды (гидроэлеватор) орнатқан болатын.
Біріншілердің жұмысқа жарамсыздығына (суретте тұтас сызықпен сызылған)
және екіншілердің тиімсіздігіне (суретте нүктелі сызықпен сызылған) орай
термореттегіші бар екі құбырлы жылумен қамтамасыз ету жүйелерінде электр
сорғысы бар сұлбалар кең етек алған.
Екі құбырлы жүйеде гидроэлеватордың қолданылмау себебі:
қондырғылардың гидравликалық режимімен сәйкессіздігі және энергия
қолдану тиімділігіне қажетті клапандардың үйлесуі үшін су қысымының
аздығы.
13
Гидроэлеватор тұрақты гидравликалық режимде жұмыс жасайды, ал
термореттегіш екі құбырлы жүйеде айнымалы гидравликалық режимді
туындатады. Сондықтан жылыту жүйесі термостатикалық клапанмен
жабдықталған болса, элеваторды абоненттік енгізуде қолданылмайды деген
шешім қабылданған [9].
1.7 сурет - Сорғылардың принципиалды жалғану сұлбалары
14
Жүйені автоматты реттеу кезінде жүйені электрлік сорғы арқылы жалғау
қажет. Бұл талап екі құбырлы жүйеге ғана емес, бір құбырлы жүйелерге де
таралады. Себебі, орнатылуы міндетті болған термореттегіші бар бір құбырлы
жүйеде гидроэлеваторды қолдану тағы да тиімсіз болып табылады.
Гидроэлеватор мен термореттегішті бірге қолданған жағдайда,
термореттегіштен туындайтын жылутасымалдағыш қысымының ауытқуларын
жою мүмкін емес. Бұл ауытқулар екі құбырлы жүйедегі ауытқуларға
қарағанда аз болғанмен, олар жылутасымалдағыштың жылыту жүйесінің
тіреуіштері немесе құрылғылар тармақтары арасында, қайта үлестірілуіне
алып келеді. Бұл энергияның үнемделуіне жағымсыз әсер тигізеді.
Бір құбырлы жүйеде
жылутасымалдағыштың қайта үлестірілуін
болдырмай үшін шығынды шектейтін автоматты клапанды қолданған дұрыс
[9]. Гидроэлеватор мен термореттегіштер және шектеуші клапандардың
(шығын реттегіш) бірге қолданылуы жүйені жұмысқа жарамсыз етеді.
Өйткені, элеватор шығын реттегішті минималды талап етілетін қысыммен
қамтамасыз ете алмайды (шамамен 20 кПА).
Элеватор бұрынғы
уақытта жүзеге асырылған көптеген
артықшылықтарға ие екендігі сөзсіз. Алайда, ол қазіргі жылумен қамтамасыз
ету жүйелерімен сәйкес келмейді.
Соңғы кездері үлкен қолданысқа ие болып отырған гидроэлеватор
арқылы соленоидты клапанмен реттеу әдісі бұрын шағын жылыту
жүйелерінде сыртқы ауа температурасының оң шамаларында қолданылған
болса, қазіргі уақытта кейде биік ғимараттарда да қолданылады [6]. Заманауи
ғимараттарда мұндай реттеу заңдарын қолдану энергия үнемдеу жағынан
тиімсіз. Соленоидты клапанның әр жабылуы кезінде жылыту жүйесінің
гидравликалық тепе-теңдігі бұзылады. Ал клапанның ашылуы кезінде осы
тепе-теңдікті қайта қалпына келтіру үшін көп энергия және уақыт жұмсалады.
Зерттеу нәтижелеріне сәйкес [5], сыртқы ауа температурасының күндіз
+15 °С, түнде +10 °С шамаларында соленоидты клапанды элеватормен бір
жүйеде қолдану реттеу заңын қолданбаумен салыстырғанда 63% жылу
энергиясын үнемдеуге алып келеді. Ауа райы температурасының дәл осындай
шамаларында араластырғыш электр сорғысын қолдану жылу энергиясының
100% үнемделуіне әкеледі. Соленоидты клапанның жылу желісінде және
жергілікті жылыту жүйесінде қысымның күрт өзгеруін туындататынын
ескеретін болсақ, реттеудің гидроэлеваторлық үлгісін энергетикалық жағынан
да, тұтынушы жайлылығы мәселесін шешу жағынан да тиімсіз екені көрінеді.
Жылутасымалдағыштың реттелетін шығын мөлшері қаншалықты үлкен болса,
соншалықты қысымның секірісі де үлкен болады, сәйкесінше, жылыту
жүйесіне тигізетін зиянды әсері де жойқын болады. Бұл қысым секірістерін
көрші ғимараттарда немесе тіреуіштерде орналасқан қысым реттегіш
құралдары да жоя алмайды.
Соленоидты клапан шығынды реттемейді, ол тек келе жатқан ағынды
тоқтатады. Әдебиеттерде [8] көрсетілген классификацияға сәйкес соленоидты
клапанды бекіту арматурасына жатқызылады. Себебі, бекіту арматурасы
15
құбырдағы ағынды бөгеу үшін арналған. Реттеу арматурасы деп жұмыс
ортасының параметрлерін шығын мөлшерін өзгерту арқылы реттейтін құбыр
арматурасын айтады. Сондықтан бекіту арматурасын реттеу арматурасы
ретінде қолдануға болмайды. Бұл талап соленоидты клапан гидроэлеватормен
бірге болсын, сорғымен бірге болсын қолданылмауы керек екендігін білдіреді.
Абоненттік енгізуде орналасқан жабдықтардың ерекше бөлімін
реттелетін гидроэлеваторлар құрайды (1.7б
сурет). Гидравликалық
көзқараспен қарағанда, оның кемшіліктері реттелмейтін жүйелердің
кемшіліктерімен бірдей болып келеді. Олардың қолданылуы заңнамалық
тұрғыдан қарағанда да, техникалық тұрғыдан қарағанда мүмкін емес. Себебі,
заңнамалық актілерге сәйкес барлық жаңадан құрастырылып жатқан
ғимараттардың жылыту жүйелері міндетті түрде термореттегіш құралдарымен
қамсыздандырылуы керек. Бұл гидроэлеваторларға тән емес.
Сыртқы ауа температура тетіктерін қолдана отырып ауа-райы
жағдайларын, жүйенің жылу
гидравликалық сипаттамаларын және
ғимараттың жылу сипаттамаларын есепке алатын абоненттің қосылу
жобасындағы сорғы абонент жүйелерін реттеудің энерго үнемді және
автоматтандырылған шешімдерін қолдануға мүмкіндік береді. Ғимараттың
жылу жүйесі ерекшеліктерін есепке алу және қолданатын
жылутасымалдағышты қысқарту арқылы жылу жүйесін кез-келген ауқымда
сандық және сапалық реттеу мүмкіндігі пайда болады.
Сорғыны қосудың негізгі жобалары 1.7 суретте берілген. Автоматты
реттелетін жобалардың пайда болуынан, бұл жобалар гидроэлеватор
жобаларын ығыстыруда. Бұл сорғылар қолдану артықшылықтарына
байланысты абонент жүйелерін реттеудің кез келген міндеттерін шешуге
мүмкіндік береді. Бұл міндеттерге орай сорғыны қондыру жерін де таңдайды.
Сорғыны су беретін және кері құбырдың тиіскен жеріне орнатады (1.7в
сурет), кірістегі судың статистикалық қысым деңгейі бұл кезде
0,05...0,1
МПа-дан кем емес, бірақ шек деңгейден жоғары емес болуы керек. Өтетін су
деңгейіне байланысты мұндай жоба экономды болып саналады, тиісінше кіші
көлемдегі сорғы және электр қуаты қолданады. Алайда сорғының мұндай
орналасуында жылу жүйесіне қысым және жылу өзгерісі әсер етеді. Жылу
жүйесінде шығыстарды тұрақтандыру клапанын қондыру арқылы бұл
өзгерістерді реттеу мүмкін. Бұл кезде де, жүйенің шеткі нүктелерінде
тұтынушыға қажетті деңгейдегі су көлемін жеткізу қиыншылықтары сақталуы
мүмкін. Жүйедегі шығыс көлемі жылу ағымы реттегіші қызметіне де
байланысты, осыған орай бұл жобаны қолданбауға ұсынылады. Аталған
кемшіліктерді сорғыны су беретін немесе кері құбырда орнату арқылы алдын
алуға болады.
Көп қолданатын жылутасымалдағыштың өзгеру жобалары 1.7г және
1.7д суреттерінде берілген. Жылу жүйесіндегі тасымалдағыштың қажетті
температура деңгейі ECL электронды реттегіші арқылы анықталады. Бұл
орайда көбінесе
жылутасымалдағышты жақсы қамтамасыз етілуіне
байланысты клапан қолданылады. Үш жүрісті араластырғыш клапаны
16
жылутасымалдағышты өткізу қабілеті бойынша таңдалынып алынады. Бұл
таңдауды тура және кері құбырлардағы жылутасымалдағыш температурасы
мен шығынының айырымы арқылы есептік жолмен жүргізеді.
Орталықтандырылған
жылумен қамтамасыз ету
жүйесінде
клапанды
шығындар деңгейіне байланысты таңдайды. Бұл таңдау үш жүрісті
араластырғыш клапанның
жылыту жүйесіндегі тұрақсыз жұмысымен
байланысты. Бұл кемшілік үш жүрісті араластырғыш клапанды кері құбырда
орналастыру арқылы жоюға болады. Жылутасымалдағыштың екі контурында
клапанды дұрыс қамтамасыз етілмеуі қажетті шығыстан ауытқуына және
жылутасымалдағышты реттеу нәтижелігінің төмендеуіне алып келуі мүмкін.
Екі жүрісті жылу ағынын реттегішті қолдану арқылы реттеудің жақсы
нәтижелеріне қол жеткізуге болады. Оны су беретін және кері құбырда
орналастырады. Жылу ағымын реттегішті көп жағдайда араластырғыш сорғы
құбырында орналастырады. Жылутасымалдағыштың жоғарғы температурасы
кезінде су беретін құбырдағы клапанды кері құбырға ауыстырғандығы жөн.
Бұл кезде клапан қолайлы жағдайларда қызмет етеді.
Жылу жүйесі қарсылығынан өту үшін жүйедегі жылу қысымының
деңгей айырмасын есепке ала отырып, 7г және 7д суреттерде көрсетілгендей
сорғыларды орнатады. Бұл арқылы қысым айырмасы орындалады.
Араластыру буынынан кейін су беретін сорғыны статистикалық қысым
кезінде орнатады, ол жылу жүйесі құбыры қысымына тең әлде одан асуы
керек, қажетті жағдайда жүйе қысымын арттыруға болады. Бұл кезде
сорғының араластырғыш қасиеті орындалады. Бұл қызмет жылу ағымын
реттегіші жоқ жүйелердегі сорғыларға тән екенін ескеру керек. Сондықтан да
бұрын, қысымды арттыру мақсатында жылу жүйесіндегі қысымның азаюы
мен жүйе басындағы қысымның деңгей айырмасына байланысты сорғыны
таңдайтын болған. Бүгінгі таңдағы реттегіші бар жүйелерде оны істен
шығаруға болады. Бұл кезде сорғы қысымы айналым үшін артық болады.
Сорғыны кері және тура құбырда да орналастыруға болады. Бұл көп
жағдайда жобалаушылар мүддесіне байланысты. Су тура құбырда сорғыны
орналастыру жүйені пайдалану барысындағы қоқыстанудың алдын алады [6].
Сорғыны кері құбырда орналастыруы жиі шеткі жүйелерде байқалатын кері
желідегі қысымның артуын алдын алып, қалыпты жұмыс үшін қолайлы
температуралық жағдайларын қамтамасыз ете алады.
Жылыту жүйесінің тәуелсіз қосылуын жергілікті жылу гидравликалық
тәртібін, яғни tг Т1 шарты бойынша құру үшін қолданылады. Жылыту
жүйесін жылу желісінен гидравликалық ажыратуын жылуалмастырғыш
арқылы жүзеге асырады. Жылыту жүйесі қысымның жоғары көтерілуі кезінде
ықтимал қысым қолданылуына шешім қабылдайды немесе керісінше жылыту
жүйесі статикалық қысым жүйесінен ықтималды шегі асқан жағдайда
қабылдайды. Одан басқа, тәуелсіз қосылуды таңдаудың дәйектемесінде
жылытудың қазiргi жүйелерін жұмысқа жарамдылығын арттыру талаптарына
жауап беру үшін жиі қолданады.
Жылутасымалдағыштың жылу
гидравликалық параметрлері, болат радиатор дағдылы реттеуiштердi, көбіне
17
сорғылар, пәтерлердегі шығын өлшегіштер, автоматты реттеу шарттарын
жүзеге асыру үшін сапалы жылутасымалдағышты қолдану керек. Мысалы,
жүйеден жылдың жылы кезеңдерінде судың қатты қоспаларсыз болуы.
Мұндай шарттар тек жылу желісіне тәуелсіз қосылу арқылы қамтамасыз
етілуі мүмкін.
Тәуелсіз қосылудың ең басты артықшылығы, жылыту жүйесінің жылу
желісінің гидравликалық режимі салдарынан өзгерістерге ұшырамауы, әрі
жылу желісіне өзі де әсер етпеуі болып табылады. Тәуелсіз қосылу сұлбасы
жылу желісіне жылутасымалдағыштың көлемін кемітуге мүмкiндiк туғызады,
сондықтан су дайындаудағы шығынның төмендетуіне септігін тигізеді. Ең
маңыздысы жылу желісінің инерциялығын кемiтуi, қорыта келгенде бұл
ғимараттарды жылытудың қызмет сапасын жақсартуына жағымды әсер етеді.
Сондықтан тәуелсіз қосылу көп артықшылықтары бар және перспективалық
техникалық шешім болып табылады.
Тәуелсіз қосылудың бiр жылуалмастырғышы бар сұлбалары ( 1. 8а және
1.8б суреттер) ең үлкен қолданысқа ие. Тиімді нұсқа ретінде бөлшектенбейтін
жылуалмастырғышы бар жобалық шешімдер қарастырылады. Жылу
желісіндегі және жергілікті жылыту жүйесіндегі су жылуалмастырғыштың
таттанбауын болдырмайтын арнайы өңдеуден өткен деп есептеледі. Алайда
бұл шарт әрдайым жүзеге асырыла бермейтіндіктен, эксплуатация жағынан ең
тиімді шешім - бөлшектенетін жылуалмастырғыштың қолданылуы. Екі
жағдайда да жылуалмастырғыштарды сөндiру үшiн жапқыш арматураны
ескеру керек: шар тәрiздi шүмектер, жапқыштар т.с.с.
Сорғылар мен жылуалмастырғыштардың өзара орналасуы аса маңызды
емес. Себебі, қазіргі сорғылар кері ағын құбырларында да, беру құбырларында
да тиiмдi жұмыс істейді. Дегенмен, орналастырудың әрбір түрінің сәл ғана
артықшылықтары бар, бірақ әдетте оларды есепке алмайды.
Кері құбырда орналасқан сорғылар жоғары кавитациялық қорға ие және
ылғал роторы бар қозғалтқыштардан жылу қайтару мүмкіндігі жоғары болып
келеді. Сонымен қатар ол жылутасымалдағышты үлкен тығыздықпен сорып
алады да, қозғалтқыштың білік қуатын арттыру арқылы энергия тұтыну
мөлшерін көбейтеді.
Бір жылуалмастырғышы бар сұлбалардан бөлек екі жылуалмастырғышы
бар сұлбалар да жиі қолданылады. АЭжБУ-дың В корпусында осы сұлба
жүзеге асырылған.
1.8а суретте көрсетілгендей, жылу пунктінің енгізу буынында жылу
беруді үзбеу үшін екі параллель қосылған жылуалмастырғышты орнатады.
Әрбір жылуалмастырғыш ғимараттың 100% жылу айырымына арналып
орнатылады.
Екі параллель жалғанған жылуалмастырғыш жылыту жүйесінің тәуелсіз
сұлбаларында фасад бойынша реттеу әдісі кезінде де қолданылады. Бұл
сұлбаны жылыту жабдықтарында термореттегіштердің орнатылмаған
жүйелерінде қолдану тиімді болып табылады. Мысалы, кондиционерлеу
18
жүйесінде ауаны жылытумен бірге жұмыс істейтін жылыту жүйелерінде
қолданылады.
1.8 сурет - Сорғылардың тәуелсіз жалғану сұлбаларында орналасуы
Жылуалмастырғыштары бар фасад бойынша реттеу сұлбаларында әрбір
фасадқа орнатылған сорғысы бар жүйелер де қолданылады [7]. Алайда бұл
шешім тиімді реттеу заңдарына сәйкес келмейді, себебі, әрбір фасадтың кері
құбырынан келген жылутасымалдағыш параметрлерін жеке-жеке реттеуге
тура келеді.
Фасадтық тармақтарды реттеу сыртқы ауа температурасын өлшейтін
температура датчигі арқылы ECL Сomfort
бақылауышымен
жүзеге
асырылады. Жүйенің жұмысын ғимарат ішіндегі температура датчигі арқылы
түзетулер енгізіп, реттеп отырады. Әрбір фасад тармағына жеке реттегіш қою
тиімдірек болғанымен, кез келген жағдайда да жылуалмастырғыш есебін әрбір
фасад тармағының жылулық қуатын ескере отырып жүргізеді.
Тік және көлденең жылыту жүйелерінде екі құбырлы тіреуіштердегі
қысым айырымын реттеу, бір құбырлы тіреуіштердегі шығынды автоматты
реттеу фасад бойынша реттеу заңдарын қолдану тиімсіз екенін айта кеткен
жөн.
19
Бұл мәселені шешу үшін реттеуші клапандарды қолдану әлдеқайда
тиімді болып келеді. Өйткені, реттеуші клапан фасад тармақтары арасында да
тіреуіштер арасында да
тасымалдануын жүзеге асырады.
жылутасымалдағыштың ағынын дұрыс
1.3
Жылу пунктін автоматтандыру есебі
Зерттеу объектісі ретінде Алматы энергетика және байланыс
университетінің жылу пункттері алынды. Жылыту және ыстық сумен
қамтамасыз ету жүйесі шығындарын үнемдеу мақсатында Алматы энергетика
және байланыс университеті автоматтандырылған жылу пункттерімен
жабдықталған. Одан бұрын орнатылған гидроэлеватор университетті жайлы
әрі үнемді жылыту жүйесімен қамтамасыз ете алмады. Қазір АЭжБУ оқу
корпустарының әрқайсысында Даниялық Danfoss фирмасының ECL Comfort
210 ауа райы компенсаторлары орнатылған (1.9 сурет). ECL Comfort
реттегіштері әр түрлі қуаттарға арналған түрлі құрылымды жылумен және
ыстық сумен қамтамасыз ету жүйелерінде жұмыс істеуге арналған.
1.9 сурет - ECL Comfort 210 реттеуішінің сыртқы көрінісі
А және С корпустарының жылу пункттері жылу желісіне тәуелді сұлба
бойынша жалғанған. Яғни, жылу желісінен келген су университеттің жылыту
жүйесінде де қолданылады. А және С корпустарының жылу пункттерінің
технологиялық сұлбалары сәйкесінше 1.10 және 1.11 суреттерде көрсетілген.
Ал В корпусының жылу пункті жылу желісіне тәуелсіз сұлба арқылы
жалғанған. Тәуелсіз сұлбаларда жылутасымалдағыш жылу желісінен алдымен
жылуалмастырғышқа келіп түседі. Жылуалмастырғышта жылу желісінің суы
жергілікті жүйенің суын жылытады (1.12 сурет).
Жылу пункттері енгізу буынынан, есептеу буынынан және жылу
пунктін автоматтандыру буынынан тұрады. Енгізу буыны тура және кері
құбырларда орналасқан кіріс жапқыштарынан басталады. Бұл жапқыштар
20
қолмен немесе электр жетегі арқылы басқарылуы мүмкін. Жапқыштардан
кейін жылу энергиясының және жылутасымалдағыш шығынын есептеу
буыны орналасады.
1 - өшіру арматуралар;
2 - лай жинағыштар;
3 - сүзгіштер;
4, 10,12 - жылу тасымалдағыштың
температура датчиктері;
5 - шығын өлшегіштер;
6 - жылу есептегіш;
7 - қысым айырмасының реттеуіштері
8 - жылу ағыны реттеуішінің
клапаны;
9 - сорғы;
11 - сыртқы ауаның температура
датчигі
13 - электронды реттеуіш (ECL);
14 - ішкі ауаның температура датчигі
(ESMA10);
15 - жылыту жүйесін өшіру
арматуралары;
16 - қауіпсіздендіретін клапан
17 - дренажды крандар;
18 - кері клапан;
19 - манометрлер;
20 - термометрлер.
1.10 сурет - А корпусының жылу пунктінің технологиялық сұлбасы
21
1 - өшіру арматуралар;
2 - лай жинағыштар;
3 - сүзгіштер;
4, 10,12 - жылу тасымалдағыштың
температура датчиктері;
5 - шығын өлшегіштер;
6 - жылу есептегіш;
7 - қысым айырмасының реттеуіштері
8 - жылу ағыны реттеуішінің
клапаны;
9 - сорғы;
11 - сыртқы ауаның температура
датчигі
13 - электронды реттеуіш (ECL);
14 - ішкі ауаның температура датчигі
(ESMA10);
15 - жылыту жүйесін өшіру
арматуралары;
16 - қауіпсіздендіретін клапан
17 - дренажды крандар;
18 - кері клапан;
19 - манометрлер;
20 - термометрлер.
1.11 сурет - С корпусының жылу пунктінің технологиялық сұлбасы
22
1 - өшіру арматуралар;
2 - лай жинағыштар;
3 - сүзгіштер;
4, 10,12 - жылу тасымалдағыштың
температура датчиктері;
5 - шығын өлшегіштер;
6 - жылу есептегіш;
7 - қысым айырмасының реттеуіштері
8 - жылу ағыны реттеуішінің
клапаны;
9 - сорғы;
11 - сыртқы ауаның температура
датчигі
13 - электронды реттеуіш (ECL);
14 - ішкі ауаның температура датчигі
(ESMA10);
15 - жылыту жүйесін өшіру
арматуралары;
16 - қауіпсіздендіретін клапан
17 - дренажды крандар;
18 - кері клапан;
19 - манометрлер;
20 - термометрлер
21 - жылуалмастырғыштар
1.12 сурет - В корпусының жылу пунктінің технологиялық сұлбасы
Өшіру арматуралар - жылу пункттің кірістерінде болаттан жасалған
тиектеуші арматураның болуы алдын ала қарастырылуы керек. Бұрын
олардың орнында жапқыштар орнатылатын еді. Қазіргі таңда арнайы шарлы
крандар немесе бұрылма жапқыштар қолданылады.
Лай жинағыштар мен сүзгіштер көптеген автоматтандыру құралдарын
пайдалану талаптары бойынша сапалы жылу тасымалдағышты қолдану керек.
Қатты бөлшектерді гравитациялық тұндыратын дәстүрлі лай жинағыштар бұл
мәелені шеше алмайды. Сондықтан лай жинағыштан кейін торлы сүзгіш
орнатылады, бірақ кейбір жағдайда ол лай жинағыштың ішіне құрылымдық
түрде монтаждалуы мүмкін. Түсіру крандары кіріктірілген сүзгіштерді
қолдану сүзгіштердің тазартылуын жеңілдетеді, яғни тордың алып
тасталмауын және қызмет көрсетілетін буындардың және төменгі
23
нүктелердегі бөліктердің (сорғының қасында) босатылуын көздейді. Сонымен
қатар, сүзгіштің екі жағындағы өшіру арматуралары қарастырылған, бұл
торды шешуге және тазартуға мүмкіндік береді. Қысым айырымы бойынша
сүзгішті тазарту қажеттілігін анықтау үшін құбырда штуцерлерді орнатады,
олар қысым импульсін алу және оны түтіктер арқылы манометрге жеткізу
қызметін орындайды.
Жылу пунктінің кірісіндегі тура құбырдың үстіне лай жинағыш
орнатылады; реттеуші құрылғылардың және су мен жылу ағындардың
шығындарын есептеу аспаптардың алдында кері құбырдың үстіне бірден көп
емес лай жинағыш орнатылады. Сорғының алдына лай жинағыш пен
сүзгіштің орнатылуы ластанудан қорғауды көздейді. Бұл ластанулар жылыту
жүйесіндегі болат құбырлардың тоттарынан, ондаған жыл бойы шойын
радиаттарынан тазаланатын қалыптасқан массадан және т.б. пайда болады.
Жылу тасымалдағыштың температура датчиктері жылу тасымалдағыш
кедергісінің температураға байланысты пропорционалды өзгеруін қамтамасыз
ететін кедергі термометр түрінде беріледі. Сызықтық тәуелділігі бар
платиналық өткізгіштерді қолдану арқылы соған жетуге болады. Pt 500 түрі
бар өлшенетін ортаға батырылатын датчиктер қолданылады. Датчик тапсырыс
бойынша жеткізілетін гильзаға орнатылады. Оның жоғарғы бөлігін төменгіге
қарағанда жоғарырақ орналастырады. Бұның себебі, датчикке жылу алмасу
жоғары болуы үшін гильзаны жылу өткізгіштік пастамен немесе маймен
толтарады. Құбырдың диаметрі 65 мм немесе жоғары болған жағдайда тек
өлшенетін ортаға батырылатын датчиктер орнатылады.
Шығын өлшегіштер жылу жабдықтау ұйымдардың талаптары бойынша
көптеген жағдайда шығын өлшегішті бір уақытта тура және кері құбырдың
үстіне орнатылуы керек.
Жылу есептегіш жылу энергиясының тұтынуын 5 шығын өлшегіштердің
өлшенген шығыны мен 4 қос датчиктердің өлшенген температура айырымы
негізінде есептейді.
Қысым айырмасының реттеуіштері жылу торабын реттеусіздендіруінен
сақтайды. Жылу торабындағы қысым толқындарынан жылыту жүйесін
қорғайды. Тұрақты қысым айырымын және 8 жылу ағыны реттеуішінің
клапанында тұрақты сыртқы беделін ең жақсы реттеу жағдайын жасау арқылы
сақтап тұрады. Абоненттік жылу тасымалдағыштың максималдық шығынын
8-мен бірге шектейді. 8 клапан электр жетегінің механикалық жұмысқа
қабілеттілігін қамтамасыз етеді, яғни есеп айырысу жағдайларына тең 8
клапан ысырмасындағы тұрақты қысым айырымын ұстап тұрады. Егер 7
реттеуіш жоқ болса, онда жылу торабындағы қысым толқындары 8
реттеуіштің жетегіне беріледі. Бұл 8 реттеуіштің жұмысқа қабілеттілігін
төмендетеді. Ең жаманы жетектің күш салуы кезіндегі құбырдағы қысымның
асып кетуі болып табылады. Егер бұл кезде жетекте өшіру қорғанысы
болмаса, онда ол жанып кетеді немесе бұзылады. Данфосс фирмасының
жетектері тым асыра күш салудан қорғайтын функциямен жабдықталған.
Электр энергия жоқ болған кезде, жылыту жүйесін жылу тасымалдағыштың
24
артық мөлшердегі температурасы арқылы бұзылуынан қорғау үшін жетек
жабылады. Егер мұндай қауіп-қатер болмаса, онда қалыпты ашық ысырмасы
бар немесе токтың жоқ болған кездегі ысырманың аралық орналасуы бар
клапандар қолданылады.
Жылу ағыны реттеуішінің клапаны жылу торабынан келген жылу
тасымалдағыштың жіберуін кері құбырдағы салқындатылған жылу
тасымалдағышпен араластыру үшін өзгертіп, жылыту жүйесінің кірісіндегі
жылу тасымалдағыштың керекті температурасын қамтамасыз етеді. Клапан
ECL электронды реттеуішінің көмегімен басқарылатын электр жетектің
(актуатор) көмегімен реттеледі. Жетекті жай етіп таңдайды, мысал ретінде
штоктың орын ауыстыру уақыты 14 смм. Бұның себебі жылыту жүйесі
инерционды реттеу объетісі болып табылады және жылу тасымалдағыштың
параметрлерін тез өзгеруін қажет етпейді, сонымен қатар бұл жағдайда
гидравликалық соққылар пайда болмайды.
Сорғылар тобы (немесе сорғы)
жылыту жүйесінде жылу
тасымалдағыштың айналып жүруін қамтамасыз етеді.
Жылу тасымалдағыштың температура датчиктері.
4-датчиктің
сипаттамаларымен бірдей. Бұл екі датчикті қондырған кезде, жылыту жүйесін
қандай болсын да қосымша өлшеу аспаптарынсыз температуралық әдіс
арқылы жөндеу мүмкіндігін пайдалану қарастырылады. Себебі құбырдағы
жылу тасымалдағыштың температурасы
13
электронды реттеуіштің
дисплейінде көрсетіледі. Температуралық әдіс жылыту жүйесі қуатының
ғимараттың жылу шығынына сәйкестігін ең нақты көрсетеді. Өлшенетін
ортаға батырылатын
(ESMU)
және қапталатын
(ESM_11)
датчиктер
қолданылады. Датчиктің қапталған түрі
диаметрі кіші құбырларды
қолданылады. Бұндай датчиктер бағасы арзан және инерциондылығы төмен
болып табылады. Дегенмен, бұл датчиктер құбырдың үстіндегі
температураны қабылдайды, бірақ реттеу жылу тасымалдағыштың
температурасы бойынша жүргізілуі керек. Сонымен қатар, оларды ұқыпсыз
қолданған кезде, яғни бекітілген датчиктің құбырды айналдыру арқылы
немесе құбыр бойымен өткізу арқылы орнынан ығысуы, бет жылу
қабылдағышының бұзылуына әкеп соғады. Сондықтан тіпті құбырдың кіші
диаметрлері кезінде өлшенетін ортаға батырылатын датчиктерді қолдану
мүмкіндігін табу керек, мысалы, гильзаны толық ұзындығы бойынша пісіру
мүмкіндігін беретін құбыр бұрылысы кезінде.
Сыртқы ауаның температура датчигі (ESMT). Бұл датчиктер кедергінің
сыртқы ауа температурасына байланысты
пропорционалды өзгеруін
қамтамасыз ететін кедергі термометр түрінде беріледі. Сызықтық тәуелділігі
бар платиналық өткізгіштерді қолдану арқылы соған жетуге болады.
Датчиктердің бұл типін ғимараттың сыртқы қабырғасына солтүстік жағына
орнатып, терезелер және есіктерден жылу ағынының әсер етуіне жол
бермейді.
Ээлектронды реттеуіш (ECL). Жылыту жүйесінің кірісіндегі жылу
тасымалдағыштың температурасын 10 датчик температурасы бойынша
25
басқарады. Реттеу 11 сыртқы ауаның температура датчигінің көрсетуі
бойынша алынған сыртқы ауаның температурасы мен программаланған
температуралық графикті салыстыру арқылы жүргізіледі. Сонымен қатар
реттеу программаланған энергия үнемдеу режимі, яғни жылыту жүйесінің
түнгі уақытта және демалыс күндерінде энергия тұтынуының азаюы есебінен
жүргізіледі. Басқаруға 12 температура датчигінің көрсетуі бойынша алынған
кері құбырдағы жылу тасымалдағыштың температурасы немесе 14 ішкі
ауаның температура датчигінің көрсетуі бойынша алынған бөлмедегі ауа
температурасы бойынша түзету енгізіледі. Аталған датчиктер арқылы реттеу
жүргізудің дәрежесі бұл жағдайда жоғары болады. Жылыту кезеңінде жүйені
реттеуден басқа, электронды реттеуіш 8 жылу ағыны реттеуішінің клапан
штогінің басылып қалуынан қорғап отырады. Сонымен қатар
жылытылмайтын кезеңде, яғни қысқа уақыт аралығында периодты түрде(бір
минутқа үш күнде бір рет) 9 сорғының білігін қосып отырады. Бұл функция
қосымша болып табылады және керек кезде электронды реттеуішті
программалау арқылы жүзеге асырылады. Мысалы, сорғының эпизодтық
қосылуын кез келген жылыту жүйесінде орындау ұсынылады. Сонымен қатар
жылу ағыны реттеуішінің эпизодтық қосылуы да ұсынылады. Бұл жағдайда
жылу тасымалдағыштың қосымша шығынын минимумдау сорғы мен
клапанның асинхрондау көмегімен қосылуы арқылы жүзеге асырылады.
Ішкі ауаның температура датчигі (ESMA10). Бұл датчиктер кедергінің
ішкі ауа температурасына байланысты пропорционалды өзгеруін қамтамасыз
ететін кедергі термометр түрінде беріледі. Сызықтық тәуелділігі бар
платиналық өткізгіштерді қолдану арқылы соған жетуге болады. Датчиктердің
бұл типі өзіндік температуралық режимі бар ғимараттың кез келген
бөлмесінің ішкі қабырғасына орнатылады.
Жылыту жүйесін өшіру арматуралары. Жылыту жүйесін өшіруге
арналған және жылыту жүйесін тазарту кезінде жылу буынының
құрылғысына ластанған жылу тасымалдағыштың түсіп қалуынан сақтайды.
Қауіпсіздендіретін клапан. Жылыту жүйесін автоматты клапандардың
қосылмауы себебінен мүмкін болатын асыра қысымның жұмыс қысымнан
асып кетуінен қорғау үшін арналған. Клапанның ыңғайлы орналасуы -
жылыту жүйесінен өшіру арматураларына 15 дейінгі кері құбырда. Егер жылу
алмастырғыштың бұрып ағызу жағдайы болса, онда жылу алмастырғыштың
түрі салқындатылған болып табылады. Бұрып ағызуды арнайы жинағыш
сыйымдылықтарға немесе арна жүргізуге жасаған ұсынылады.
Дренажды крандар. Жылыту жүйесін босату үшін арналған. Жылыту
жүйесін тазарту кезінде компрессорларды қосу үшін, ал кішкентай жүйелерде
гидравликалық сынаулар үшін қолданады.
Кері клапан. Жылу торабындағы тура құбырдан келген жылу
алмастырғыштың кері құбырдан келген жылу алмастырғашпен араласып
кетуінен сақтайды.
Жылу пункттеріндегі жылу энергиясының үнемделуі мейрам кездерінде,
демалыс күндерінде және түнгі уақыттарда шекті 400С температураны ұстап
26
тұру арқылы жүзеге асырылады. Ауа райы компенсаторын қолдану күз және
көктем маусымдарында ерекше тиімді болып табылады.
ЖЖП - өлшенетін параметрлер мен реттелетін контурлардан, түрлі
орындаушы механизмдер мен технологиялық жабдықтардан тұратын күрделі
жүйе. Осының салдарынан техникалық параметрлерді, жүйенің дұрыс жұмыс
істеуін қадағалайтын қызметкерлердің үнемі жұмыс орнында болуын қажет
етеді.
Көп жағдайда қызмет көрсетуші қызметкерлер жүйе жұмысындағы
ақауларды кеш анықтайды. Соның салдарынан апат көлемдері әлдеқайда
жоғары болады. Мұндай жағдайларда апат себептерін анықтау өте қиын
болады. Ақауды уақытында анықтамау, апатқа дер кезінде көңіл бөліп, алдын
алмау себебінен компания үлкен шығындарға ұшырайды. Мысалы, қысымның
шамадан тыс артуы құбырдың зақымдалуына, температураның артуы жылу
тасымалдағыштың үлкен шығынына, қыс маусымдарында сорғылардың істен
шығуы құбырдың қатуына алып келеді және т.б.
Нәтижесінде жылу пункттерін диспетчерлеу қажеттілігі ортаға шығады.
Университеттің жылу пункттерінің барлық ерекшеліктерін ескере отырып, үш
оқу корпустарын бір өндірістік желіге біріктіріп, сенімді диспетчерлік
жүйесін құру жобаның негізгі есебі болып табылады.
Диспетчерлендіру жүйесін құрудың негізгі мақсаттары:
- нақты уақытта объект туралы ақпаратты қабылдау;
- технологиялық жабдықтардың күйін бақылау;
- апаттық жағдайларды уақытында анықтау;
- қашықтықтан басқару.
Сонымен бірге диспетчерлік жүйесін жасауға келесі талаптар қойылады:
- технологиялық жабдықтардың жұмыс режиміне сәйкес тәулік бойы
жұмыс істеу мүмкіндігі;
- қажет болса, қосымша объекттер мен параметрлерді қосу мүмкіндігі;
- өндіріс қызметкерлері үшін түсінікті және ыңғайлы болуы;
- дамыту және жаңартылу мүмкіндігінің болуы.
Үш
корпустың жылу пункттерінің әрқайсысы контроллермен
басқарылатындықтан, оларды үлестірілген өндірістік желіге біріктіру керек.
Сондықтан қазіргі заманауи желілік шешімдерге шолу жасап, ыңғайлы
ақпарат алмасу протоколын құру маңызды. Контроллердің әрқайсысы дербес
түрде жұмыс жасау мүмкіндігіне ие болуы керек. Желінің істен шығуы
контроллердің жұмысына жағымсыз әсер тигізбеу міндетті, себебі, желі тек
ақпарат алмасу процессін жүзеге асыру үшін ғана керек.
27
1.3 Жылу пунктін автоматтандыру жүйесінің аппараттық және
бағдарламалық жабдықтарына шолу
1.3.1 Өндірістік желі түсінігі.
Өндірістік желі деп бірнеше құрылғылар арасында ақпарат алмасуды
жүзеге асыратын жабдықтар және программалық қамтамалар кешенін айтады.
Өндірістік желі мәліметтерді жинау және басқарудың үлестірілген жүйесінің
негізі болып табылады.
Өндірістік желіні оның компоненттерімен байланыстыру интерфейстер
арқылы жүзеге асады. Желілік интерфейс деп құрылғылар мен ақпарат жіберу
ортасы арасындағы логикалық және физикалық шекарасын айтады. Әдетте
бұл шекара ретінде электронды компоненттер мен олармен байланысқан
программалық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
2
3
4
Аңдатпа
Бұл дипломдық жобада Алматы энергетика және байланыс
университетінің оқу корпустарында орналасқан жылу пункттерін үлестірілген
өндірістік желіге біріктіріп, SCADA жүйесін құру мәселесі қарастырылған.
Жылу пункттерін автоматтандырудың диспетчерлендірілуін жүзеге
асыру арқылы технологиялық параметрлер жайында нақты уақытта ақпарат
алып, апат жағдайларын уақытында анықтау мүмкіндігі пайда болады.
Жобада университеттің үш оқу корпусындағы жылу пункттерінің
технологиялық сұлбалары құрылып, автоматтандырудың функционалдық
сұлбасы құрылды. АБЖ құрылғылары арасында ақпарат алмасу процессінің
құрылымы жасалды.
Жылу пункттерін бақылау және басқарудың программалық қамтамасын
жасау үшін көптеген атықшылықтары бар Siemens фирмасының TIA Portal
программалық жабдық құрудың интегралдық ортасы қолданылды.
Экономикалық негіздеу бөлімінде тұрғын
үй-коммуналдық
шаруашылықтағы жылу пунктінің диспетчерлік бақылау және басқару
жүйесін құрудың тиімділіктері анықталды.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде тұрғын
үй-коммуналдық
шаруашылықтағы жылу пунктінің жұмысын қадағалайтын оператордың еңбек
жағдайын талдау, операторлық бөліміндегі шуды есептеу және шудан қорғану
шаралары қарастырылды.
Аннотация
В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы разработки и
исследования распределенной промышленной сети с беспроводной связью на
базе программного обеспечения TIA Portal на примере теплового пункта
Алматинского университета энергетики и связи.
Диспетчеризация позволяет получать технологические данные с объекта
в режиме реального времени, а также преждевременно предотвращать
аварийные ситуации, что очень важно с точки зрения безопасности.
При выполнении проекта, для начала, было произведено полное
описание тепловых пунктов университета, на основе которого была
разработана технологическая схема каждого теплового пункта. Также сделана
струтура обмена данными между устройствами АСУ тепловых пунктов.
На основе произведенного анализа сетевых протоколов был выбран
протокол
PROFINET, имеющий ряд преимуществ, для создания
промышленной сети.
На базе интегрированной среды разработки
программного обеспечения TIA Portal создана SCADA система для
мониторинга и управления тепловыми пунктами на примере лабораторных
стендов кафедры Инженерная кибернетика при АУЭС.
5
Мазмұны
Кіріспе
1 бөлім. Жылу желілерін автоматтандыру туралы әдебиеттерге шолу
1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесін зерттеу
1.2 Жылу пунктін автоматтандыру есебі
1.3 Жылу пунктін автоматтандыру жүйесінің аппараттық және
бағдарламалық жабдықтарына шолу
1.4 Есептің қойылымы
2 бөлім. Аппараттық қамтаманы құрастыру
2.1 Ақпараттық жабдықтаудың құрылымын жасау
2.2 Өндірістік контроллерді сипаттау
2.3 Байланыс жүйесін таңдау
3 бөлім. Бағдарламалық қамтаманы құрастыру
3.1 Жылу энергиясының шығынын есептеу
3.2 Жылу пунктінің диспетчерлік бақылау және басқару жүйесін құру
4 бөлім. Техника-экономикалық негіздеу
4.1 Жобаның бейнеленуі
4.2 Өндірістік жоспар
4.3 Автоматтандыру жүйесінің эксплуатацияға кететін шығындары
4.4 Қаржы жоспары
5 бөлім. Өміртіршілік қауіпсіздік бөлімі
5.1 Еңбекті қорғау бойынша заңдық және нормативтік актілер
5.2 Оператордың еңбек жағдайын талдау
5.3 Оператор бөлмесіндегі шуды есептеу
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
А қосымшасы
6
6
7
7
19
27
33
34
34
38
41
43
43
44
50
50
50
55
58
61
61
62
64
73
74
76
Кіріспе
Қазіргі кезде энергия тұтынатын елдердің басым көпшілігі энергияны
үнемдеу мәселесін шешу жолдарын іздеуде. ҚР Президентінің бұйрығымен
2012 жылғы 13 қаңтардағы Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін
арттыру және Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру
мәселелері бойынша заңнамалық актілерге өзгертулер мен толықтыруларды
енгізу туралы заңдары қабылданды. Энергия ресурстарын, соның ішінде
жылу энергиясын үнемдеу және тиімді пайдалану туралы мемлекеттік
бағдарламасын іске асыру автоматтандырылған басқару жүйелерін, бақылау
кешендерін, соның ішінде жеке автоматтандырылған жылу пункттерін
(ЖАЖП) енгізуді көздейді.
Бүгінгі таңда барлық жылу пункттерінде (ЖП) жылу энергиясының
шығынын есептеу буындары орнатылған. Жылу энергиясының есебін жүргізу
коммуналдық төлемдерді
нақты тұтынған мәні бойынша
жүргізуді
қамтамасыз еткенімен, энергияны үнемдеу мәселесін шеше алмайды.
Жылу беруді ауа райы температурасының шамасы бойынша реттеу және
түнгі уақыттар мен мейрамдарда ғимарат ішінде рұқсат етілетін минималды
температураны ұстап тұру арқылы энергия шығындарын қысқартуға болады.
Бұл жылу пункттерін автоматтандыру арқылы жүзеге асырылады.
Коммуналдық шығындарды қысқарту мақсатында Алматы энергетика
және байланыс университетінің үш оқу корпусы автоматтандырылған жылу
пункттерімен жабдықталған. Нақты уақытта объект туралы ақпаратты
қабылдау, технологиялық жабдықтардың күйін бақылау, қашықтықтан
басқару сияқты міндеттерді атқаратын SCADA жүйесінің болмауы қазіргі
автоматтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйесінің негізгі кемшілігі
болып табылады.
Жұмыстың мақсаты жылу пункттерінің үлгісі ретінде Инженерлік
кибернетика кафедрасында орнатылған Simatic контроллерлерін үлестірілген
өндірістік желісіне біріктіріп, орталықтандырылған диспетчерлік пунктін құру
болып табылады. Сонымен қатар, жылу пункттерінде орнатылған температура
және шығын датчиктерінен келген мәліметтерді архивтендіріп, тұтынылған
жылу энергиясын есептеу.
Қойылған мақсатты жүзеге асыру үшін көптеген артықшылықтары бар
Siemens фирмасының еркін программалынатын логикалық бақылауыштарына
(ЕПЛБ) арналған TIA Portal программалық жабдығын қолдану көзделуде.
7
1 бөлім. Жылу желілерін автоматтандыру туралы әдебиеттерге
шолу
1.1 Жылумен қамтамасыз ету жүйесін зерттеу
Ғимараттарды
жылумен қамамасыз ету жүйесі жылыған
жылутасымалдағышты қажет ететін инженерлік жүйелерін жылу
энергиясымен қамтамасыз ету үшін арналған.
Жылумен қамтамасыз ету жүйелері су немесе су буының қолданылуына
байланысты су және бу жылумен қамтамасыз ету жүйелері деп бөлінеді.
1.1 кестеде су мен будың артықшылықтары көрсетілген.
1.1 к е с т е - Су мен будың артықшылықтары
8 Су
Бу
Суды үлкен ара қашықтықтарға
энергетикалық потенциалын көп
мөлшерде шығындамай тасымалдау
мүмкіндігі
Әмбебаптығы. Технологиялық
процесстермен қоса, көптеген жылу
тұтыну түрлерін қанағаттандыруы
Орталықтандырылған жылу көзінің
жылутасымалдағыш температурасын
өзгерту жолымен тұтынушыға жылу
жіберуді реттеу
Жылутасымалдағышты тасымалдау
шығынының аздығы
ЖЭС-та қауіпсіздікті сақтауға
мүмкіндік береді. Күрделі әрі қымбат
бу түрлендіргіш құрылғыларын
қолданбай конденсатты таза күйінде
сақтайды
Гидростатикалық қысымның аз
мөлшерде болуы
Жылумен қамтамасыз ету жүйесінің
немесе ыстық сумен қамтамасыз ету
жүйесінің жылу желісіне қосылу
бағасының төмен болуы
Эксплуатация жеңілдігі. Бу жылумен
қамтамасыз ету жүйелерінде міндетті
түрде болатын конденсатты сорғылар
арқылы қайтару конденсатты сыртқа
шығару сияқты процесстерінің
қолданылмауы
Қазіргі кезде, көбіне, жылутасымалдағыш ретінде жылытылған су
қолданылады. Көптеген кемшіліктеріне орай су буы жылумен қамтамасыз ету
жүйелерінде өте сирек қолданылады. Қазіргі таңда су буын технологиялық
қажеттіліктер үшін ғана өндірістік ғимараттарда жылутасымалдағыш ретінде
қолданады [1].
Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің екі түрі бар:
орталықтандырылған және жергілікті. Үлкен қалалар үшін
орталықтандырылған жүйелер - болашақтың талаптарына сай және ұтымды
шешім болып табылады. Орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету
жүйелері отынды көп мөлшерде шығындауды қажет етпейді. Жылу көздерінің
аз болуы түтін мұржаларының санын азайтып, қоршаған ортаға шығарылатын
жану өнімдерінің көлемін қысқарту арқылы ауаны ластамайды. Сонымен
қатар, қаланың бойында таралған шағын қазандықтарға отынды тарату және
сол қатты отынды сақтау қоймаларын құру, күл мен қоқысты алып шығару
жұмыстарын қажет етпейді.
Осыған орай орталықтандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйелері
экологиялық жағынан қауіпсіз әрі сенімді жүйе болып табылады. Орталық
қазандықта өндірілген жылу құбырлар арқылы бірнеше ғимараттарға
таралады. Заманауи отын жағу және қоқысты тазарту технологиялары
қоршаған ортаға жағымсыз әсерлерді азайтады.
Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің тиімділігі жылу желісіне қосылу
түріне тәуелді болып келеді. Себебі, абоненттік енгізу сыртқы жылу желісі
мен жергілікті жылу тұтынушы арасындағы негізгі байланысу буыны болып
табылады.
Жергілікті жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің сұлбалары
гидравликалық байланыс белгісі жағынан тәуелді және тәуелсіз болып
бөлінеді [2].
Тәуелді байланысу жүйелерінде (1.1 сурет) жылутасымалдағыш жылу
желісінен тікелей жылумен қамдау құралдарына келіп түседі.
Сөйтіп, жылу желісінде айналып жүрген жылутасымалдағыш жылыту
жүйесінде де қолданылады. Сондықтан, жергілікті жылыту жүйесіндегі
қысым режимі сыртқы жылу желісінің қысым режимімен анықталады.
Тәуелді жылумен қамтамасыз ету жүйесінің негізгі кемшілігі - жылумен
қамдауды жылудың шамадан тыс берілетін жылыту маусымының басы мен
соңында реттеу мүмкіндігінің жоқтығы. Осы кемшілік тұтынушының
жайлылығы мен жылудың шығындалуына әсер етеді.
Энергияны үнемдеу мақсатында қазіргі кезде тәуелді жүйеден тәуелсіз
жүйеге өту белсенді түрде елең алуда. Бұл жылу энергиясының шығындарын
жылына 10-40%-ға дейін қысқартады.
9
1.1 сурет - Жылумен қамтамасыз етудің тәуелді жүйесі
Тәуелсіз сұлбаларда
жылутасымалдағыш
жылу желісінен
жылуалмастырғышқа келіп түседі де, жергілікті жылыту жүйесін толтырып
тұрған суды жылыту үшін ғана қолданылады. Жылу желісі мен жергілікті
жылыту жүйесі бір-бірінен толық изоляцияланған. Соның салдарынан
жергілікті құрылғылар жылу желісіндегі қысымның шамадан тыс арту немесе
кемуінен қорғалады. Әдетте, қысымның күрт өзгеруінен жылыту құралдары
бұзылып, жергілікті жылыту жүйелерінде жылутасымалдағыштың ағып кетуі
байқалады.
1.2 суретте жергілікті жылумен және ыстық сумен қамтамасыз
жүйесінің жылу желісіне екі құбырлы тәуелсіз сұлба бойынша қосылған
суреті көрсетілген.
Жылумен қамтамасыз етудің тәуелсіз жүйесі тәуелді жүйеге қарағанда
біршама артықшылықтарға ие:
- тұтынушыға берілетін жылу мөлшерін реттеу мүмкіндігі (екінші ретті
жылутасымалдағышты реттеу арқылы);
- сенімділігі жоғары;
- энергияны үнемдеу (жылуды 10-40%-ға дейін үнемдейді);
- жылутасымалдағыштың техникалық және эксплуатациялық сапасын
арттыру мүмкіндігі. Сол арқылы қазандық құрылғыларын ластанудан сақтау.
Осы артықшылықтардың арқасында жылумен қамтамасыз етудің
тәуелсіз жүйесі жылулық жүктемелері көп болып, жылулық желілері үлкен
ара қашықтықтарға тартылған ірі қалаларда белсенді түрде қолданылуда.
10
Қазіргі кезде тәуелді жүйелерді тәуелсіз жүйелерге ауыстыру технологиялары
құрастырылып, үлкен шығындарға қарамастан, көптеген жерлерде енгізілуде.
1.2 сурет - Жылумен қамтамасыз етудің тәуелсіз жүйесі
Жылытудың элеваторлық буындары. Тұрғын үйлер үшін жылыту
құралдарына баратын жылутасымалдағыштың санитарлық нормаларға [3] сай
температурасы 85°С-тан аспауы қажет. Ал жылу желілеріндегі (1.3 сурет)
ыстық судың температурасы 100-150°С-қа дейін болу мүмкін.
1.3 сурет - Жылыту элеваторының жұмыс принципі
11
Демек, жылутасымалдағыш температурасын қажетті шамаға дейін
төмендету керек. Бұл ғимараттың жылыту жүйесінің буынында орналасқан
элеватор арқылы жүзеге асырылады.
Элеватордың жұмыс жасау принципі келесіде: магистралдан келетін
жылыған су алмалы конус тәріздес соплоға келіп түседі. Бұл соплода судың
жылдамдығы лезде артады да, соның нәтижесінде соплодан араласу
камерасына баратын су ағыны кері құбырдағы салқындатылған сумен
элеватордың ішкі қуысында араласады (1.4 сурет).
1.4 сурет - Жылыту элеваторы
Толық алғанда, жылыту элеватор буыны бекітулі арматураларынан,
бақылау-өлшеу аспаптарынан, яғни манометрлер мен термометрлерден
тұрады. Элеватор буынының негізгі элементтері 1.5 суретте көрсетілген.
1 - тура құбыр; 2 - кері құбыр; 3 - жапқыштар; 4 - су өлшегіш; 5 - лай
жинағыштар; 6 - манометрлер; 7 - термометрлер; 8 - элеватор; 9 - жылыту
жүйесінің қыздырғыш аспаптары
1.5 сурет - Жылыту элеваторы буынының негізгі элементтері
Сонымен бірге, элеваторда жылыту жүйесінің ыстық және
салқындатылған судың араласуы орын алады. Сөйтіп, жылыту жүйесінің
12
құралдарына керекті температурадағы су келіп түседі. Элеватордың конусына
ірі бөлшектердің түсіп кетуін болдырмау үшін элеватордың алдына міндетті
түрде лай жинағышты орнату керек. Себебі, желідегі ірі қоқыстар элеваторды
толық істен шығаруы мүмкін.
Элеваторлардың кезінде үлкен қолданысқа ие болуы олардың жылу
желісіндегі жылулық және гидравликалық режимдердің өзгеріп тұруына
қарамастан тұрақты жұмыс істеуімен тікелей байланысты. Сонымен қатар,
элеваторлар тұрақты бақылауды қажет етпейді. Ал оның өнімділігін реттеу
тек соплосының диаметрін таңдаумен ғана байланысты [4]. Элеватордың
артықшылықтары мен кемшіліктері 1.6 суретте келтірілген.
1.6 сурет - Элеватордың артықшылықтары мен кемшіліктері
Бұрын суды араластыру үшін су сорғалағыш реттелмейтін (1.7а сурет)
және реттелетін (1.7б сурет) сорғыларды (гидроэлеватор) орнатқан болатын.
Біріншілердің жұмысқа жарамсыздығына (суретте тұтас сызықпен сызылған)
және екіншілердің тиімсіздігіне (суретте нүктелі сызықпен сызылған) орай
термореттегіші бар екі құбырлы жылумен қамтамасыз ету жүйелерінде электр
сорғысы бар сұлбалар кең етек алған.
Екі құбырлы жүйеде гидроэлеватордың қолданылмау себебі:
қондырғылардың гидравликалық режимімен сәйкессіздігі және энергия
қолдану тиімділігіне қажетті клапандардың үйлесуі үшін су қысымының
аздығы.
13
Гидроэлеватор тұрақты гидравликалық режимде жұмыс жасайды, ал
термореттегіш екі құбырлы жүйеде айнымалы гидравликалық режимді
туындатады. Сондықтан жылыту жүйесі термостатикалық клапанмен
жабдықталған болса, элеваторды абоненттік енгізуде қолданылмайды деген
шешім қабылданған [9].
1.7 сурет - Сорғылардың принципиалды жалғану сұлбалары
14
Жүйені автоматты реттеу кезінде жүйені электрлік сорғы арқылы жалғау
қажет. Бұл талап екі құбырлы жүйеге ғана емес, бір құбырлы жүйелерге де
таралады. Себебі, орнатылуы міндетті болған термореттегіші бар бір құбырлы
жүйеде гидроэлеваторды қолдану тағы да тиімсіз болып табылады.
Гидроэлеватор мен термореттегішті бірге қолданған жағдайда,
термореттегіштен туындайтын жылутасымалдағыш қысымының ауытқуларын
жою мүмкін емес. Бұл ауытқулар екі құбырлы жүйедегі ауытқуларға
қарағанда аз болғанмен, олар жылутасымалдағыштың жылыту жүйесінің
тіреуіштері немесе құрылғылар тармақтары арасында, қайта үлестірілуіне
алып келеді. Бұл энергияның үнемделуіне жағымсыз әсер тигізеді.
Бір құбырлы жүйеде
жылутасымалдағыштың қайта үлестірілуін
болдырмай үшін шығынды шектейтін автоматты клапанды қолданған дұрыс
[9]. Гидроэлеватор мен термореттегіштер және шектеуші клапандардың
(шығын реттегіш) бірге қолданылуы жүйені жұмысқа жарамсыз етеді.
Өйткені, элеватор шығын реттегішті минималды талап етілетін қысыммен
қамтамасыз ете алмайды (шамамен 20 кПА).
Элеватор бұрынғы
уақытта жүзеге асырылған көптеген
артықшылықтарға ие екендігі сөзсіз. Алайда, ол қазіргі жылумен қамтамасыз
ету жүйелерімен сәйкес келмейді.
Соңғы кездері үлкен қолданысқа ие болып отырған гидроэлеватор
арқылы соленоидты клапанмен реттеу әдісі бұрын шағын жылыту
жүйелерінде сыртқы ауа температурасының оң шамаларында қолданылған
болса, қазіргі уақытта кейде биік ғимараттарда да қолданылады [6]. Заманауи
ғимараттарда мұндай реттеу заңдарын қолдану энергия үнемдеу жағынан
тиімсіз. Соленоидты клапанның әр жабылуы кезінде жылыту жүйесінің
гидравликалық тепе-теңдігі бұзылады. Ал клапанның ашылуы кезінде осы
тепе-теңдікті қайта қалпына келтіру үшін көп энергия және уақыт жұмсалады.
Зерттеу нәтижелеріне сәйкес [5], сыртқы ауа температурасының күндіз
+15 °С, түнде +10 °С шамаларында соленоидты клапанды элеватормен бір
жүйеде қолдану реттеу заңын қолданбаумен салыстырғанда 63% жылу
энергиясын үнемдеуге алып келеді. Ауа райы температурасының дәл осындай
шамаларында араластырғыш электр сорғысын қолдану жылу энергиясының
100% үнемделуіне әкеледі. Соленоидты клапанның жылу желісінде және
жергілікті жылыту жүйесінде қысымның күрт өзгеруін туындататынын
ескеретін болсақ, реттеудің гидроэлеваторлық үлгісін энергетикалық жағынан
да, тұтынушы жайлылығы мәселесін шешу жағынан да тиімсіз екені көрінеді.
Жылутасымалдағыштың реттелетін шығын мөлшері қаншалықты үлкен болса,
соншалықты қысымның секірісі де үлкен болады, сәйкесінше, жылыту
жүйесіне тигізетін зиянды әсері де жойқын болады. Бұл қысым секірістерін
көрші ғимараттарда немесе тіреуіштерде орналасқан қысым реттегіш
құралдары да жоя алмайды.
Соленоидты клапан шығынды реттемейді, ол тек келе жатқан ағынды
тоқтатады. Әдебиеттерде [8] көрсетілген классификацияға сәйкес соленоидты
клапанды бекіту арматурасына жатқызылады. Себебі, бекіту арматурасы
15
құбырдағы ағынды бөгеу үшін арналған. Реттеу арматурасы деп жұмыс
ортасының параметрлерін шығын мөлшерін өзгерту арқылы реттейтін құбыр
арматурасын айтады. Сондықтан бекіту арматурасын реттеу арматурасы
ретінде қолдануға болмайды. Бұл талап соленоидты клапан гидроэлеватормен
бірге болсын, сорғымен бірге болсын қолданылмауы керек екендігін білдіреді.
Абоненттік енгізуде орналасқан жабдықтардың ерекше бөлімін
реттелетін гидроэлеваторлар құрайды (1.7б
сурет). Гидравликалық
көзқараспен қарағанда, оның кемшіліктері реттелмейтін жүйелердің
кемшіліктерімен бірдей болып келеді. Олардың қолданылуы заңнамалық
тұрғыдан қарағанда да, техникалық тұрғыдан қарағанда мүмкін емес. Себебі,
заңнамалық актілерге сәйкес барлық жаңадан құрастырылып жатқан
ғимараттардың жылыту жүйелері міндетті түрде термореттегіш құралдарымен
қамсыздандырылуы керек. Бұл гидроэлеваторларға тән емес.
Сыртқы ауа температура тетіктерін қолдана отырып ауа-райы
жағдайларын, жүйенің жылу
гидравликалық сипаттамаларын және
ғимараттың жылу сипаттамаларын есепке алатын абоненттің қосылу
жобасындағы сорғы абонент жүйелерін реттеудің энерго үнемді және
автоматтандырылған шешімдерін қолдануға мүмкіндік береді. Ғимараттың
жылу жүйесі ерекшеліктерін есепке алу және қолданатын
жылутасымалдағышты қысқарту арқылы жылу жүйесін кез-келген ауқымда
сандық және сапалық реттеу мүмкіндігі пайда болады.
Сорғыны қосудың негізгі жобалары 1.7 суретте берілген. Автоматты
реттелетін жобалардың пайда болуынан, бұл жобалар гидроэлеватор
жобаларын ығыстыруда. Бұл сорғылар қолдану артықшылықтарына
байланысты абонент жүйелерін реттеудің кез келген міндеттерін шешуге
мүмкіндік береді. Бұл міндеттерге орай сорғыны қондыру жерін де таңдайды.
Сорғыны су беретін және кері құбырдың тиіскен жеріне орнатады (1.7в
сурет), кірістегі судың статистикалық қысым деңгейі бұл кезде
0,05...0,1
МПа-дан кем емес, бірақ шек деңгейден жоғары емес болуы керек. Өтетін су
деңгейіне байланысты мұндай жоба экономды болып саналады, тиісінше кіші
көлемдегі сорғы және электр қуаты қолданады. Алайда сорғының мұндай
орналасуында жылу жүйесіне қысым және жылу өзгерісі әсер етеді. Жылу
жүйесінде шығыстарды тұрақтандыру клапанын қондыру арқылы бұл
өзгерістерді реттеу мүмкін. Бұл кезде де, жүйенің шеткі нүктелерінде
тұтынушыға қажетті деңгейдегі су көлемін жеткізу қиыншылықтары сақталуы
мүмкін. Жүйедегі шығыс көлемі жылу ағымы реттегіші қызметіне де
байланысты, осыған орай бұл жобаны қолданбауға ұсынылады. Аталған
кемшіліктерді сорғыны су беретін немесе кері құбырда орнату арқылы алдын
алуға болады.
Көп қолданатын жылутасымалдағыштың өзгеру жобалары 1.7г және
1.7д суреттерінде берілген. Жылу жүйесіндегі тасымалдағыштың қажетті
температура деңгейі ECL электронды реттегіші арқылы анықталады. Бұл
орайда көбінесе
жылутасымалдағышты жақсы қамтамасыз етілуіне
байланысты клапан қолданылады. Үш жүрісті араластырғыш клапаны
16
жылутасымалдағышты өткізу қабілеті бойынша таңдалынып алынады. Бұл
таңдауды тура және кері құбырлардағы жылутасымалдағыш температурасы
мен шығынының айырымы арқылы есептік жолмен жүргізеді.
Орталықтандырылған
жылумен қамтамасыз ету
жүйесінде
клапанды
шығындар деңгейіне байланысты таңдайды. Бұл таңдау үш жүрісті
араластырғыш клапанның
жылыту жүйесіндегі тұрақсыз жұмысымен
байланысты. Бұл кемшілік үш жүрісті араластырғыш клапанды кері құбырда
орналастыру арқылы жоюға болады. Жылутасымалдағыштың екі контурында
клапанды дұрыс қамтамасыз етілмеуі қажетті шығыстан ауытқуына және
жылутасымалдағышты реттеу нәтижелігінің төмендеуіне алып келуі мүмкін.
Екі жүрісті жылу ағынын реттегішті қолдану арқылы реттеудің жақсы
нәтижелеріне қол жеткізуге болады. Оны су беретін және кері құбырда
орналастырады. Жылу ағымын реттегішті көп жағдайда араластырғыш сорғы
құбырында орналастырады. Жылутасымалдағыштың жоғарғы температурасы
кезінде су беретін құбырдағы клапанды кері құбырға ауыстырғандығы жөн.
Бұл кезде клапан қолайлы жағдайларда қызмет етеді.
Жылу жүйесі қарсылығынан өту үшін жүйедегі жылу қысымының
деңгей айырмасын есепке ала отырып, 7г және 7д суреттерде көрсетілгендей
сорғыларды орнатады. Бұл арқылы қысым айырмасы орындалады.
Араластыру буынынан кейін су беретін сорғыны статистикалық қысым
кезінде орнатады, ол жылу жүйесі құбыры қысымына тең әлде одан асуы
керек, қажетті жағдайда жүйе қысымын арттыруға болады. Бұл кезде
сорғының араластырғыш қасиеті орындалады. Бұл қызмет жылу ағымын
реттегіші жоқ жүйелердегі сорғыларға тән екенін ескеру керек. Сондықтан да
бұрын, қысымды арттыру мақсатында жылу жүйесіндегі қысымның азаюы
мен жүйе басындағы қысымның деңгей айырмасына байланысты сорғыны
таңдайтын болған. Бүгінгі таңдағы реттегіші бар жүйелерде оны істен
шығаруға болады. Бұл кезде сорғы қысымы айналым үшін артық болады.
Сорғыны кері және тура құбырда да орналастыруға болады. Бұл көп
жағдайда жобалаушылар мүддесіне байланысты. Су тура құбырда сорғыны
орналастыру жүйені пайдалану барысындағы қоқыстанудың алдын алады [6].
Сорғыны кері құбырда орналастыруы жиі шеткі жүйелерде байқалатын кері
желідегі қысымның артуын алдын алып, қалыпты жұмыс үшін қолайлы
температуралық жағдайларын қамтамасыз ете алады.
Жылыту жүйесінің тәуелсіз қосылуын жергілікті жылу гидравликалық
тәртібін, яғни tг Т1 шарты бойынша құру үшін қолданылады. Жылыту
жүйесін жылу желісінен гидравликалық ажыратуын жылуалмастырғыш
арқылы жүзеге асырады. Жылыту жүйесі қысымның жоғары көтерілуі кезінде
ықтимал қысым қолданылуына шешім қабылдайды немесе керісінше жылыту
жүйесі статикалық қысым жүйесінен ықтималды шегі асқан жағдайда
қабылдайды. Одан басқа, тәуелсіз қосылуды таңдаудың дәйектемесінде
жылытудың қазiргi жүйелерін жұмысқа жарамдылығын арттыру талаптарына
жауап беру үшін жиі қолданады.
Жылутасымалдағыштың жылу
гидравликалық параметрлері, болат радиатор дағдылы реттеуiштердi, көбіне
17
сорғылар, пәтерлердегі шығын өлшегіштер, автоматты реттеу шарттарын
жүзеге асыру үшін сапалы жылутасымалдағышты қолдану керек. Мысалы,
жүйеден жылдың жылы кезеңдерінде судың қатты қоспаларсыз болуы.
Мұндай шарттар тек жылу желісіне тәуелсіз қосылу арқылы қамтамасыз
етілуі мүмкін.
Тәуелсіз қосылудың ең басты артықшылығы, жылыту жүйесінің жылу
желісінің гидравликалық режимі салдарынан өзгерістерге ұшырамауы, әрі
жылу желісіне өзі де әсер етпеуі болып табылады. Тәуелсіз қосылу сұлбасы
жылу желісіне жылутасымалдағыштың көлемін кемітуге мүмкiндiк туғызады,
сондықтан су дайындаудағы шығынның төмендетуіне септігін тигізеді. Ең
маңыздысы жылу желісінің инерциялығын кемiтуi, қорыта келгенде бұл
ғимараттарды жылытудың қызмет сапасын жақсартуына жағымды әсер етеді.
Сондықтан тәуелсіз қосылу көп артықшылықтары бар және перспективалық
техникалық шешім болып табылады.
Тәуелсіз қосылудың бiр жылуалмастырғышы бар сұлбалары ( 1. 8а және
1.8б суреттер) ең үлкен қолданысқа ие. Тиімді нұсқа ретінде бөлшектенбейтін
жылуалмастырғышы бар жобалық шешімдер қарастырылады. Жылу
желісіндегі және жергілікті жылыту жүйесіндегі су жылуалмастырғыштың
таттанбауын болдырмайтын арнайы өңдеуден өткен деп есептеледі. Алайда
бұл шарт әрдайым жүзеге асырыла бермейтіндіктен, эксплуатация жағынан ең
тиімді шешім - бөлшектенетін жылуалмастырғыштың қолданылуы. Екі
жағдайда да жылуалмастырғыштарды сөндiру үшiн жапқыш арматураны
ескеру керек: шар тәрiздi шүмектер, жапқыштар т.с.с.
Сорғылар мен жылуалмастырғыштардың өзара орналасуы аса маңызды
емес. Себебі, қазіргі сорғылар кері ағын құбырларында да, беру құбырларында
да тиiмдi жұмыс істейді. Дегенмен, орналастырудың әрбір түрінің сәл ғана
артықшылықтары бар, бірақ әдетте оларды есепке алмайды.
Кері құбырда орналасқан сорғылар жоғары кавитациялық қорға ие және
ылғал роторы бар қозғалтқыштардан жылу қайтару мүмкіндігі жоғары болып
келеді. Сонымен қатар ол жылутасымалдағышты үлкен тығыздықпен сорып
алады да, қозғалтқыштың білік қуатын арттыру арқылы энергия тұтыну
мөлшерін көбейтеді.
Бір жылуалмастырғышы бар сұлбалардан бөлек екі жылуалмастырғышы
бар сұлбалар да жиі қолданылады. АЭжБУ-дың В корпусында осы сұлба
жүзеге асырылған.
1.8а суретте көрсетілгендей, жылу пунктінің енгізу буынында жылу
беруді үзбеу үшін екі параллель қосылған жылуалмастырғышты орнатады.
Әрбір жылуалмастырғыш ғимараттың 100% жылу айырымына арналып
орнатылады.
Екі параллель жалғанған жылуалмастырғыш жылыту жүйесінің тәуелсіз
сұлбаларында фасад бойынша реттеу әдісі кезінде де қолданылады. Бұл
сұлбаны жылыту жабдықтарында термореттегіштердің орнатылмаған
жүйелерінде қолдану тиімді болып табылады. Мысалы, кондиционерлеу
18
жүйесінде ауаны жылытумен бірге жұмыс істейтін жылыту жүйелерінде
қолданылады.
1.8 сурет - Сорғылардың тәуелсіз жалғану сұлбаларында орналасуы
Жылуалмастырғыштары бар фасад бойынша реттеу сұлбаларында әрбір
фасадқа орнатылған сорғысы бар жүйелер де қолданылады [7]. Алайда бұл
шешім тиімді реттеу заңдарына сәйкес келмейді, себебі, әрбір фасадтың кері
құбырынан келген жылутасымалдағыш параметрлерін жеке-жеке реттеуге
тура келеді.
Фасадтық тармақтарды реттеу сыртқы ауа температурасын өлшейтін
температура датчигі арқылы ECL Сomfort
бақылауышымен
жүзеге
асырылады. Жүйенің жұмысын ғимарат ішіндегі температура датчигі арқылы
түзетулер енгізіп, реттеп отырады. Әрбір фасад тармағына жеке реттегіш қою
тиімдірек болғанымен, кез келген жағдайда да жылуалмастырғыш есебін әрбір
фасад тармағының жылулық қуатын ескере отырып жүргізеді.
Тік және көлденең жылыту жүйелерінде екі құбырлы тіреуіштердегі
қысым айырымын реттеу, бір құбырлы тіреуіштердегі шығынды автоматты
реттеу фасад бойынша реттеу заңдарын қолдану тиімсіз екенін айта кеткен
жөн.
19
Бұл мәселені шешу үшін реттеуші клапандарды қолдану әлдеқайда
тиімді болып келеді. Өйткені, реттеуші клапан фасад тармақтары арасында да
тіреуіштер арасында да
тасымалдануын жүзеге асырады.
жылутасымалдағыштың ағынын дұрыс
1.3
Жылу пунктін автоматтандыру есебі
Зерттеу объектісі ретінде Алматы энергетика және байланыс
университетінің жылу пункттері алынды. Жылыту және ыстық сумен
қамтамасыз ету жүйесі шығындарын үнемдеу мақсатында Алматы энергетика
және байланыс университеті автоматтандырылған жылу пункттерімен
жабдықталған. Одан бұрын орнатылған гидроэлеватор университетті жайлы
әрі үнемді жылыту жүйесімен қамтамасыз ете алмады. Қазір АЭжБУ оқу
корпустарының әрқайсысында Даниялық Danfoss фирмасының ECL Comfort
210 ауа райы компенсаторлары орнатылған (1.9 сурет). ECL Comfort
реттегіштері әр түрлі қуаттарға арналған түрлі құрылымды жылумен және
ыстық сумен қамтамасыз ету жүйелерінде жұмыс істеуге арналған.
1.9 сурет - ECL Comfort 210 реттеуішінің сыртқы көрінісі
А және С корпустарының жылу пункттері жылу желісіне тәуелді сұлба
бойынша жалғанған. Яғни, жылу желісінен келген су университеттің жылыту
жүйесінде де қолданылады. А және С корпустарының жылу пункттерінің
технологиялық сұлбалары сәйкесінше 1.10 және 1.11 суреттерде көрсетілген.
Ал В корпусының жылу пункті жылу желісіне тәуелсіз сұлба арқылы
жалғанған. Тәуелсіз сұлбаларда жылутасымалдағыш жылу желісінен алдымен
жылуалмастырғышқа келіп түседі. Жылуалмастырғышта жылу желісінің суы
жергілікті жүйенің суын жылытады (1.12 сурет).
Жылу пункттері енгізу буынынан, есептеу буынынан және жылу
пунктін автоматтандыру буынынан тұрады. Енгізу буыны тура және кері
құбырларда орналасқан кіріс жапқыштарынан басталады. Бұл жапқыштар
20
қолмен немесе электр жетегі арқылы басқарылуы мүмкін. Жапқыштардан
кейін жылу энергиясының және жылутасымалдағыш шығынын есептеу
буыны орналасады.
1 - өшіру арматуралар;
2 - лай жинағыштар;
3 - сүзгіштер;
4, 10,12 - жылу тасымалдағыштың
температура датчиктері;
5 - шығын өлшегіштер;
6 - жылу есептегіш;
7 - қысым айырмасының реттеуіштері
8 - жылу ағыны реттеуішінің
клапаны;
9 - сорғы;
11 - сыртқы ауаның температура
датчигі
13 - электронды реттеуіш (ECL);
14 - ішкі ауаның температура датчигі
(ESMA10);
15 - жылыту жүйесін өшіру
арматуралары;
16 - қауіпсіздендіретін клапан
17 - дренажды крандар;
18 - кері клапан;
19 - манометрлер;
20 - термометрлер.
1.10 сурет - А корпусының жылу пунктінің технологиялық сұлбасы
21
1 - өшіру арматуралар;
2 - лай жинағыштар;
3 - сүзгіштер;
4, 10,12 - жылу тасымалдағыштың
температура датчиктері;
5 - шығын өлшегіштер;
6 - жылу есептегіш;
7 - қысым айырмасының реттеуіштері
8 - жылу ағыны реттеуішінің
клапаны;
9 - сорғы;
11 - сыртқы ауаның температура
датчигі
13 - электронды реттеуіш (ECL);
14 - ішкі ауаның температура датчигі
(ESMA10);
15 - жылыту жүйесін өшіру
арматуралары;
16 - қауіпсіздендіретін клапан
17 - дренажды крандар;
18 - кері клапан;
19 - манометрлер;
20 - термометрлер.
1.11 сурет - С корпусының жылу пунктінің технологиялық сұлбасы
22
1 - өшіру арматуралар;
2 - лай жинағыштар;
3 - сүзгіштер;
4, 10,12 - жылу тасымалдағыштың
температура датчиктері;
5 - шығын өлшегіштер;
6 - жылу есептегіш;
7 - қысым айырмасының реттеуіштері
8 - жылу ағыны реттеуішінің
клапаны;
9 - сорғы;
11 - сыртқы ауаның температура
датчигі
13 - электронды реттеуіш (ECL);
14 - ішкі ауаның температура датчигі
(ESMA10);
15 - жылыту жүйесін өшіру
арматуралары;
16 - қауіпсіздендіретін клапан
17 - дренажды крандар;
18 - кері клапан;
19 - манометрлер;
20 - термометрлер
21 - жылуалмастырғыштар
1.12 сурет - В корпусының жылу пунктінің технологиялық сұлбасы
Өшіру арматуралар - жылу пункттің кірістерінде болаттан жасалған
тиектеуші арматураның болуы алдын ала қарастырылуы керек. Бұрын
олардың орнында жапқыштар орнатылатын еді. Қазіргі таңда арнайы шарлы
крандар немесе бұрылма жапқыштар қолданылады.
Лай жинағыштар мен сүзгіштер көптеген автоматтандыру құралдарын
пайдалану талаптары бойынша сапалы жылу тасымалдағышты қолдану керек.
Қатты бөлшектерді гравитациялық тұндыратын дәстүрлі лай жинағыштар бұл
мәелені шеше алмайды. Сондықтан лай жинағыштан кейін торлы сүзгіш
орнатылады, бірақ кейбір жағдайда ол лай жинағыштың ішіне құрылымдық
түрде монтаждалуы мүмкін. Түсіру крандары кіріктірілген сүзгіштерді
қолдану сүзгіштердің тазартылуын жеңілдетеді, яғни тордың алып
тасталмауын және қызмет көрсетілетін буындардың және төменгі
23
нүктелердегі бөліктердің (сорғының қасында) босатылуын көздейді. Сонымен
қатар, сүзгіштің екі жағындағы өшіру арматуралары қарастырылған, бұл
торды шешуге және тазартуға мүмкіндік береді. Қысым айырымы бойынша
сүзгішті тазарту қажеттілігін анықтау үшін құбырда штуцерлерді орнатады,
олар қысым импульсін алу және оны түтіктер арқылы манометрге жеткізу
қызметін орындайды.
Жылу пунктінің кірісіндегі тура құбырдың үстіне лай жинағыш
орнатылады; реттеуші құрылғылардың және су мен жылу ағындардың
шығындарын есептеу аспаптардың алдында кері құбырдың үстіне бірден көп
емес лай жинағыш орнатылады. Сорғының алдына лай жинағыш пен
сүзгіштің орнатылуы ластанудан қорғауды көздейді. Бұл ластанулар жылыту
жүйесіндегі болат құбырлардың тоттарынан, ондаған жыл бойы шойын
радиаттарынан тазаланатын қалыптасқан массадан және т.б. пайда болады.
Жылу тасымалдағыштың температура датчиктері жылу тасымалдағыш
кедергісінің температураға байланысты пропорционалды өзгеруін қамтамасыз
ететін кедергі термометр түрінде беріледі. Сызықтық тәуелділігі бар
платиналық өткізгіштерді қолдану арқылы соған жетуге болады. Pt 500 түрі
бар өлшенетін ортаға батырылатын датчиктер қолданылады. Датчик тапсырыс
бойынша жеткізілетін гильзаға орнатылады. Оның жоғарғы бөлігін төменгіге
қарағанда жоғарырақ орналастырады. Бұның себебі, датчикке жылу алмасу
жоғары болуы үшін гильзаны жылу өткізгіштік пастамен немесе маймен
толтарады. Құбырдың диаметрі 65 мм немесе жоғары болған жағдайда тек
өлшенетін ортаға батырылатын датчиктер орнатылады.
Шығын өлшегіштер жылу жабдықтау ұйымдардың талаптары бойынша
көптеген жағдайда шығын өлшегішті бір уақытта тура және кері құбырдың
үстіне орнатылуы керек.
Жылу есептегіш жылу энергиясының тұтынуын 5 шығын өлшегіштердің
өлшенген шығыны мен 4 қос датчиктердің өлшенген температура айырымы
негізінде есептейді.
Қысым айырмасының реттеуіштері жылу торабын реттеусіздендіруінен
сақтайды. Жылу торабындағы қысым толқындарынан жылыту жүйесін
қорғайды. Тұрақты қысым айырымын және 8 жылу ағыны реттеуішінің
клапанында тұрақты сыртқы беделін ең жақсы реттеу жағдайын жасау арқылы
сақтап тұрады. Абоненттік жылу тасымалдағыштың максималдық шығынын
8-мен бірге шектейді. 8 клапан электр жетегінің механикалық жұмысқа
қабілеттілігін қамтамасыз етеді, яғни есеп айырысу жағдайларына тең 8
клапан ысырмасындағы тұрақты қысым айырымын ұстап тұрады. Егер 7
реттеуіш жоқ болса, онда жылу торабындағы қысым толқындары 8
реттеуіштің жетегіне беріледі. Бұл 8 реттеуіштің жұмысқа қабілеттілігін
төмендетеді. Ең жаманы жетектің күш салуы кезіндегі құбырдағы қысымның
асып кетуі болып табылады. Егер бұл кезде жетекте өшіру қорғанысы
болмаса, онда ол жанып кетеді немесе бұзылады. Данфосс фирмасының
жетектері тым асыра күш салудан қорғайтын функциямен жабдықталған.
Электр энергия жоқ болған кезде, жылыту жүйесін жылу тасымалдағыштың
24
артық мөлшердегі температурасы арқылы бұзылуынан қорғау үшін жетек
жабылады. Егер мұндай қауіп-қатер болмаса, онда қалыпты ашық ысырмасы
бар немесе токтың жоқ болған кездегі ысырманың аралық орналасуы бар
клапандар қолданылады.
Жылу ағыны реттеуішінің клапаны жылу торабынан келген жылу
тасымалдағыштың жіберуін кері құбырдағы салқындатылған жылу
тасымалдағышпен араластыру үшін өзгертіп, жылыту жүйесінің кірісіндегі
жылу тасымалдағыштың керекті температурасын қамтамасыз етеді. Клапан
ECL электронды реттеуішінің көмегімен басқарылатын электр жетектің
(актуатор) көмегімен реттеледі. Жетекті жай етіп таңдайды, мысал ретінде
штоктың орын ауыстыру уақыты 14 смм. Бұның себебі жылыту жүйесі
инерционды реттеу объетісі болып табылады және жылу тасымалдағыштың
параметрлерін тез өзгеруін қажет етпейді, сонымен қатар бұл жағдайда
гидравликалық соққылар пайда болмайды.
Сорғылар тобы (немесе сорғы)
жылыту жүйесінде жылу
тасымалдағыштың айналып жүруін қамтамасыз етеді.
Жылу тасымалдағыштың температура датчиктері.
4-датчиктің
сипаттамаларымен бірдей. Бұл екі датчикті қондырған кезде, жылыту жүйесін
қандай болсын да қосымша өлшеу аспаптарынсыз температуралық әдіс
арқылы жөндеу мүмкіндігін пайдалану қарастырылады. Себебі құбырдағы
жылу тасымалдағыштың температурасы
13
электронды реттеуіштің
дисплейінде көрсетіледі. Температуралық әдіс жылыту жүйесі қуатының
ғимараттың жылу шығынына сәйкестігін ең нақты көрсетеді. Өлшенетін
ортаға батырылатын
(ESMU)
және қапталатын
(ESM_11)
датчиктер
қолданылады. Датчиктің қапталған түрі
диаметрі кіші құбырларды
қолданылады. Бұндай датчиктер бағасы арзан және инерциондылығы төмен
болып табылады. Дегенмен, бұл датчиктер құбырдың үстіндегі
температураны қабылдайды, бірақ реттеу жылу тасымалдағыштың
температурасы бойынша жүргізілуі керек. Сонымен қатар, оларды ұқыпсыз
қолданған кезде, яғни бекітілген датчиктің құбырды айналдыру арқылы
немесе құбыр бойымен өткізу арқылы орнынан ығысуы, бет жылу
қабылдағышының бұзылуына әкеп соғады. Сондықтан тіпті құбырдың кіші
диаметрлері кезінде өлшенетін ортаға батырылатын датчиктерді қолдану
мүмкіндігін табу керек, мысалы, гильзаны толық ұзындығы бойынша пісіру
мүмкіндігін беретін құбыр бұрылысы кезінде.
Сыртқы ауаның температура датчигі (ESMT). Бұл датчиктер кедергінің
сыртқы ауа температурасына байланысты
пропорционалды өзгеруін
қамтамасыз ететін кедергі термометр түрінде беріледі. Сызықтық тәуелділігі
бар платиналық өткізгіштерді қолдану арқылы соған жетуге болады.
Датчиктердің бұл типін ғимараттың сыртқы қабырғасына солтүстік жағына
орнатып, терезелер және есіктерден жылу ағынының әсер етуіне жол
бермейді.
Ээлектронды реттеуіш (ECL). Жылыту жүйесінің кірісіндегі жылу
тасымалдағыштың температурасын 10 датчик температурасы бойынша
25
басқарады. Реттеу 11 сыртқы ауаның температура датчигінің көрсетуі
бойынша алынған сыртқы ауаның температурасы мен программаланған
температуралық графикті салыстыру арқылы жүргізіледі. Сонымен қатар
реттеу программаланған энергия үнемдеу режимі, яғни жылыту жүйесінің
түнгі уақытта және демалыс күндерінде энергия тұтынуының азаюы есебінен
жүргізіледі. Басқаруға 12 температура датчигінің көрсетуі бойынша алынған
кері құбырдағы жылу тасымалдағыштың температурасы немесе 14 ішкі
ауаның температура датчигінің көрсетуі бойынша алынған бөлмедегі ауа
температурасы бойынша түзету енгізіледі. Аталған датчиктер арқылы реттеу
жүргізудің дәрежесі бұл жағдайда жоғары болады. Жылыту кезеңінде жүйені
реттеуден басқа, электронды реттеуіш 8 жылу ағыны реттеуішінің клапан
штогінің басылып қалуынан қорғап отырады. Сонымен қатар
жылытылмайтын кезеңде, яғни қысқа уақыт аралығында периодты түрде(бір
минутқа үш күнде бір рет) 9 сорғының білігін қосып отырады. Бұл функция
қосымша болып табылады және керек кезде электронды реттеуішті
программалау арқылы жүзеге асырылады. Мысалы, сорғының эпизодтық
қосылуын кез келген жылыту жүйесінде орындау ұсынылады. Сонымен қатар
жылу ағыны реттеуішінің эпизодтық қосылуы да ұсынылады. Бұл жағдайда
жылу тасымалдағыштың қосымша шығынын минимумдау сорғы мен
клапанның асинхрондау көмегімен қосылуы арқылы жүзеге асырылады.
Ішкі ауаның температура датчигі (ESMA10). Бұл датчиктер кедергінің
ішкі ауа температурасына байланысты пропорционалды өзгеруін қамтамасыз
ететін кедергі термометр түрінде беріледі. Сызықтық тәуелділігі бар
платиналық өткізгіштерді қолдану арқылы соған жетуге болады. Датчиктердің
бұл типі өзіндік температуралық режимі бар ғимараттың кез келген
бөлмесінің ішкі қабырғасына орнатылады.
Жылыту жүйесін өшіру арматуралары. Жылыту жүйесін өшіруге
арналған және жылыту жүйесін тазарту кезінде жылу буынының
құрылғысына ластанған жылу тасымалдағыштың түсіп қалуынан сақтайды.
Қауіпсіздендіретін клапан. Жылыту жүйесін автоматты клапандардың
қосылмауы себебінен мүмкін болатын асыра қысымның жұмыс қысымнан
асып кетуінен қорғау үшін арналған. Клапанның ыңғайлы орналасуы -
жылыту жүйесінен өшіру арматураларына 15 дейінгі кері құбырда. Егер жылу
алмастырғыштың бұрып ағызу жағдайы болса, онда жылу алмастырғыштың
түрі салқындатылған болып табылады. Бұрып ағызуды арнайы жинағыш
сыйымдылықтарға немесе арна жүргізуге жасаған ұсынылады.
Дренажды крандар. Жылыту жүйесін босату үшін арналған. Жылыту
жүйесін тазарту кезінде компрессорларды қосу үшін, ал кішкентай жүйелерде
гидравликалық сынаулар үшін қолданады.
Кері клапан. Жылу торабындағы тура құбырдан келген жылу
алмастырғыштың кері құбырдан келген жылу алмастырғашпен араласып
кетуінен сақтайды.
Жылу пункттеріндегі жылу энергиясының үнемделуі мейрам кездерінде,
демалыс күндерінде және түнгі уақыттарда шекті 400С температураны ұстап
26
тұру арқылы жүзеге асырылады. Ауа райы компенсаторын қолдану күз және
көктем маусымдарында ерекше тиімді болып табылады.
ЖЖП - өлшенетін параметрлер мен реттелетін контурлардан, түрлі
орындаушы механизмдер мен технологиялық жабдықтардан тұратын күрделі
жүйе. Осының салдарынан техникалық параметрлерді, жүйенің дұрыс жұмыс
істеуін қадағалайтын қызметкерлердің үнемі жұмыс орнында болуын қажет
етеді.
Көп жағдайда қызмет көрсетуші қызметкерлер жүйе жұмысындағы
ақауларды кеш анықтайды. Соның салдарынан апат көлемдері әлдеқайда
жоғары болады. Мұндай жағдайларда апат себептерін анықтау өте қиын
болады. Ақауды уақытында анықтамау, апатқа дер кезінде көңіл бөліп, алдын
алмау себебінен компания үлкен шығындарға ұшырайды. Мысалы, қысымның
шамадан тыс артуы құбырдың зақымдалуына, температураның артуы жылу
тасымалдағыштың үлкен шығынына, қыс маусымдарында сорғылардың істен
шығуы құбырдың қатуына алып келеді және т.б.
Нәтижесінде жылу пункттерін диспетчерлеу қажеттілігі ортаға шығады.
Университеттің жылу пункттерінің барлық ерекшеліктерін ескере отырып, үш
оқу корпустарын бір өндірістік желіге біріктіріп, сенімді диспетчерлік
жүйесін құру жобаның негізгі есебі болып табылады.
Диспетчерлендіру жүйесін құрудың негізгі мақсаттары:
- нақты уақытта объект туралы ақпаратты қабылдау;
- технологиялық жабдықтардың күйін бақылау;
- апаттық жағдайларды уақытында анықтау;
- қашықтықтан басқару.
Сонымен бірге диспетчерлік жүйесін жасауға келесі талаптар қойылады:
- технологиялық жабдықтардың жұмыс режиміне сәйкес тәулік бойы
жұмыс істеу мүмкіндігі;
- қажет болса, қосымша объекттер мен параметрлерді қосу мүмкіндігі;
- өндіріс қызметкерлері үшін түсінікті және ыңғайлы болуы;
- дамыту және жаңартылу мүмкіндігінің болуы.
Үш
корпустың жылу пункттерінің әрқайсысы контроллермен
басқарылатындықтан, оларды үлестірілген өндірістік желіге біріктіру керек.
Сондықтан қазіргі заманауи желілік шешімдерге шолу жасап, ыңғайлы
ақпарат алмасу протоколын құру маңызды. Контроллердің әрқайсысы дербес
түрде жұмыс жасау мүмкіндігіне ие болуы керек. Желінің істен шығуы
контроллердің жұмысына жағымсыз әсер тигізбеу міндетті, себебі, желі тек
ақпарат алмасу процессін жүзеге асыру үшін ғана керек.
27
1.3 Жылу пунктін автоматтандыру жүйесінің аппараттық және
бағдарламалық жабдықтарына шолу
1.3.1 Өндірістік желі түсінігі.
Өндірістік желі деп бірнеше құрылғылар арасында ақпарат алмасуды
жүзеге асыратын жабдықтар және программалық қамтамалар кешенін айтады.
Өндірістік желі мәліметтерді жинау және басқарудың үлестірілген жүйесінің
негізі болып табылады.
Өндірістік желіні оның компоненттерімен байланыстыру интерфейстер
арқылы жүзеге асады. Желілік интерфейс деп құрылғылар мен ақпарат жіберу
ортасы арасындағы логикалық және физикалық шекарасын айтады. Әдетте
бұл шекара ретінде электронды компоненттер мен олармен байланысқан
программалық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz