Зареалье » Blog Archive » Применение интеллектуальных систем управления для энергосбережения в системах отопления Зареалье Опережаем реалии на два года. Обычно. О компании Продукты Контакты « GSM-контроллер FF-Automation Autolog GSM-8 Система для контроля доступа на базе мобильных телефонов » Применение интеллектуальных систем управления для энергосбережения в системах отопления В современных условиях постоянного удорожания энергоресурсов все большую актуальность приобретает вопрос об энергоэффективности отопительной установки для жилых и производственных помещений. Исследования, проведенные за рубежом, показали, что затраты на энергоносители составляют до 80% всех расходов за жизненный цикл системы отопления. В российских условиях суровой зимы затраты на отопление цехов составляют значительную долю (не менее 10%) в себестоимости продукции машиностроения. Задача построения энергосберегающей системы отопления комплексная: она включает выбор генератора тепла, выбор теплоносителя, выбор приборов отопления и трубопроводов, а также выбор системы управления. Разумеется, на энергетическую эффективность системы отопления влияет качество термоизоляции помещения, качество проектирования, теплотехнических и гидравлических расчетов, качество строительства и соблюдения всех действующих строительных норм и правил. Однако, этой статье мы рассмотрим лишь аспекты энергосбережения, связанные с применением интеллектуальных систем управления отоплением. В любой системе управления отоплением ставится задача оптимального по затратам управления температурой в помещении. Поддержание комфортной и/или безопасной температуры в каждый момент времени как раз и является целью создания автоматической системы управления. Это совсем не означает, что температура в помещении должна поддерживаться на постоянном уровне. Именно вариативное управление обогревом в зависимости от многочисленных внешних условий позволяет добиться значительной экономии энергоресурсов при прочих равных условиях. В подавляющем большинстве случаев системы отопления строятся по традиционной схеме с использованием теплоносителя для конвекционного обогрева помещения с помощью водогрейных котлов, радиаторов и водяных теплых полов. В таблице 1 приведены интересные сведения с сайта компании “ЭКОЭНЕРГИЯ” о средних затратах энергоносителя и удельной стоимости отопления для основных типов теплогенераторов: газового, электрического, дизельного и вихревого гидродинамического. Таблица 1 Тепловая установка Энергопотребление за сезон(210 дней) Стоимость отопления 1 кв. м. в год в рублях Газовый котел «КЧМ» - 96 кВт 46 200 куб. м газа 46,29 Электрокотлы РУСНИТ 94 500 кВт 203,23 Тепловые гидродинамические насосы ТС1-075 32 131 кВт 40,49 Жидкотопливные котлы «КЧМ-5» с итальянской горелкой 40 320 л. дизтоплива 322,56 При организации отопления помещений теплогенераторы нагревают теплоноситель (например, воду) и подают его в конвекторы. Системы автоматического управления теплогенераторов способны эффективно управлять температурой теплоносителя. Здесь кроется противоречие: потребителей интересует температура воздуха в помещении, а не теплоносителя в трубе или радиаторе. Современные системы отопления индивидуальных жилых домов обладают такой особенностью, как достаточно неоднородный и переменный характер потребления тепла от котельной. Сказанное относится и к температуре теплоносителя, и к его расходу в течение времени. Для теплого пола требуется теплоноситель с температурой в 35—40 °С, для бойлера ГВС — до 85 °С. Расход теплоносителя может быть постоянным (для теплого пола) или резко переменным — для системы нагрева бассейна или бойлера ГВС. С другой стороны, любой отопительный котел имеет ограничения по минимальной температуре теплоносителя и далеко не лучшим образом реагирует на резкие изменения его температуры в течение времени. Поэтому для поддержания комфортной температуры воздуха вводят второй контур управления на основе датчиков температуры, которые следует устанавливать если не в каждой комнате, то по крайней мере, на каждом этаже. Таким образом, система управления значительно усложняется, требуя раздельного управления температурой теплоносителя в различных помещениях. Например, применяют коллекторную схему построения котельной с отдельными насосно-смесительными группами для различных потребителей тепла. Итак, сосредоточимся на энергосберегающих алгоритмах управления обоогревом помещений. В основе таких алгоритмов обычно лежат две идеи: 1. Управлять температурой теплоносителя, а не температурой воздуха в помещении; 2. Поддерживать температуру на комфортном уровне в зависимости от внешних условий. Управление температурой теплоносителя выгодно, т.к. инерционность (постоянная времени) системы управления получается на порядок ниже, чем при попытке управления температурой воздуха. В качестве датчиков температуры могут применяться как стандартизованный платиновые датчики, так и многочисленные недорогие альтернативы (медь, полупроводниковые датчики и т.п.) При этом датчики оказываются в тесном температурном контакте с измеряемой средой - погружены в теплоноситель или плотно прижаты к радиатору отопления. Это значительно повышает точность управления. Обычные алгоритмы ПИД-регулирования прекрасно справляются с задачей. Регулирование температуры в энергоэффективных системах отопления производят с учетом следующих внешних условий: - температура воздуха на улице - время суток - день недели - сезон (зима, лето). При регулировании с учетом уличной температуры система автоматически корректирует температуру теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Следует помнить, что расчетная температура (−28 °С для Москвы) держится не более 3—5% дней в году, и отсутствие погодозависимого управления приводит к превышению комфортной комнатной температуры, и, как следствие, к перерасходу топлива. Дополнительно, как правило, предусматривается переключение между режимами «зима» и «лето», в последнем случае отопительные контуры выключаются, и работают только те контуры, которые предназначены для круглогодичного использования — подогрев бассейна или контур бойлера ГВС. Современные системы управления позволяют программировать снижение температуры в помещениях на ночь, когда все спят, или, наоборот, днем, когда все на работе. Для загородной недвижимости применяются дежурные режимы поддержания минимально допустимой температуры, при которой исключается замерзание теплоносителя и внутренних помещений при минимальных затратах энергии. В качестве примера приведем программу управления системой отопления коттеджа, разработанную ООО “Зареалье”. На рис. 1 показан интерфейс пользователя при настройке температуры теплоносителя. Верхний график показывает уставки температуры теплоносителя в зависимости от наружной температуры. Настройка производится перемещением опорных точек графика с помощью “мыши”. Синие точки отображают последние 10 измерений температуры теплоносителя, причем яркость точки соответствует “давности” измерения. Нижний график отображает последние 10 результатов измерения температуры воздуха в помещении, что отражает качество системы управления для поддержания комфортной температуры. Яркость точки соответствует “давности” измерения, т.е. для наиболее актуальных измерений яркость оранжевой точки максимальна. Видим, что температура поддерживалась в районе 21°С в диапазоне наружных температур от -2 до -7 °С. Дополнительные преимущества, по данным сайта компании “Стройинформ” дают системы энергосберегающего отопления при использовании электрических нагревателей. Дело в том, что поставка электроэнергии часто производится по разным тарифам в дневное и ночное время. Работа накопительной системы отопления основана на предварительном накоплении некоего количества тепла в тепловом аккумуляторе во время низкого ночного тарифа с последующей отдачей в помещение днем. Область применения - квартиры, частные дома, офисы и небольшие коммерческие объекты. Как работает аккумулятор тепла, можно проиллюстрировать на примере системы Duo-Heat, которую производит американская компания Dimplex. В основу всей системы положены нагревательные элементы, непосредственно производящие тепло. Основная функция элементов - нагрев тела аккумулятора. Дополнительный тепловой элемент, установленный на передней панели, обеспечивает комфортную температуру в постоянном режиме в момент зарядки тепла. Система Duo-Heat подключается к сети посредством двух линий с различной стоимостью электричества, проще говоря - по двухтарифной ставке. Режим работы системы следующий: во время действия дешевого ночного тарифа работают элементы аккумулятора тепла. После перехода на дорогой дневной тариф основные элементы отключаются и отопление помещения осуществляется за счет остывания (теплоотдачи) тепловых аккумуляторов. Запас теплового аккумулятора составляет величину 17 кВт/ч энергии для самой маленькой модели в ряду. Таким образом, при установке в комнате 18 м2 один такой прибор способен отапливать ее без дополнительного использования электроэнергии в течение 10 ч. И только тогда, когда накопленного тепла не хватает, в работу вступают элементы низкой мощности, стоящие на передней панели. В течение дня, когда все на работе, система Duo-Heat просто остывает. Задание режима работы осуществляется двумя вариантами - или кнопками на панели прибора, или при помощи таймера центрального пульта для управления отоплением всего дома. Современные условия, позволяющие использование многотарифной системы оплаты за электроэнергию, делают применение Duo-Heat наиболее выгодным в сравнении с обычными системами электрического отопления. Тепло в этом случае становится дешевле в 2-3 раза. Важным свойством современных систем управления отоплением является оснащение средствами передачи данных и централизованного управления. Это позволяет поставщикам энергоносителей или сервисным компаниям дистанционно контролировать распределенную сеть автономных отопительных установок и получать уведомления о внештатных ситуациях на дисплеи в центральных диспетчерских. Основой энергосберегающей системы отопления является устанавливаемый на объекте недвижимости промышленный программируемый контроллер. Например, фирма “Зареалье” совместно с финской FF-Automation OY разработала систему управления на базе контроллеров Autolog GSM-8 и сервера сбора, обработки и отображения данных GsmControl. В настоящее время эта система широко применяется в Финляндии для организации отопления частных домов (коттеджей). Программируемый контроллер Autolog GSM-8 обеспечивает надежное автономное управление температурой теплоносителя по энергосберегающим алгоритмам. Характеристики контроллера приведены в таблице 2. Таблица 2 Дискретные входы 4 12/24 VDC / max. 8 mA / PNP / оптоизолированные Дискретные выходы 2 12/24VDC / max. 2 A / NPN / оптоизолированные Релейные выходы 2 12-24 VDC / max. 2A , 24-230 VAC Аналоговые входы 2 Характеристики определяются выбранным аналоговым модулем из номенклатуры: Pt100 ( -50..150°C ) Pt100 ( 0..500°C ) Pt100 ( -250..750°C ) 0..5mA 0..20mA 4..20mA, KTY10 (50..150°C), NTC (-5..50°C), 0..2V, 0..5V, 0..10V, -10..10V, RMS 40VAC RMS 25VAC RMS 0.25VAC Последовательные порты 1 RS232/485 GSM/GPRS модем Встроенный Wavecom. Используется для передачи данных на центральный сервер с помощью SMS или GPRS/FTP и для удаленного программирования. Modbus Master/Slave, 300-115200bps I2C интерфейс 1 Используется для подключения пользовательских панелей управления, а также iButton для задач контроля доступа. Резервное питание Встроенный литиевый аккумулятор для микросхемы часов. Вход для резервного аккумулятора Объем памяти программ 512 кБ Flash-память 8000 строк программ 240 номеров телефонов 256 строк для хранения накопленных данных 256 инентификаторов iButton PID-регулятор 32 встроенных регулятора Объем памяти данных 512 кБ Например 3000 строк по 10 измерений + дата/время Габариты, мм 190 х 125 х 65 Масса, кг 0,3 Питание 12 / 24VDC or 10/18VAC max. 5VA Сервисная компания, ответственная за отопление, устанавливает такие контроллеры по одному на коттедж, и объединяет их с помощью сервера GSMcontrol. На рис. 2 виден перечень адресов (столбец слева снимка экрана) коттеджей. При раскрытии адреса каждого коттеджа система GSMcontrol предоставляет доступ к четырем панелям дистанционного управления соответствующим программируемым контроллером. На рис. 2 отображена панель настройки температуры теплоносителя, аналогичная описанной выше (см. рис. 1). На рис. 3 отображена панель настройки контроллера в зависимости от дня недели. Эта панель позволяет настроить параметры включения и отключения контуров отопления различных инженерных систем в доме: тепловую завесу, обогрев пола, радиаторы отопления, горячую воду, обогрев сайны, обогрев бассейна. На рис. 4 отображена панель контроля и настройки параметров подачи горячей воды. Столь комплексное решение по автоматическому управлению системой отопления и подачи горячей воды позволяет добиться значительной экономии энергоресурсов и повышению качества обслуживания населения. За справками по поводу поставки такой системы можно обращаться в ООО “Зареалье” по телефону (495) 743-0653. Опубликовано 01.12.2007 15:14 и размещено в рубрике Энергосбережение, Решения для ЖКХ, GSM Контроль. Подпишитесь на RSS 2.0 ленту комментариев этого сообщения. Вы можете оставить комментарий или trackback со своего сайта. Оставить комментарий Имя (обяз. поле) Email (не публикуется) (обяз. поле) Сайт Защита от спама: Введите сумму 3+5 (обяз. поле)  СтраницыО компании Продукты Контакты Архив Март 2008 Февраль 2008 Декабрь 2007 Июнь 2007 Сентябрь 2006 Март 2005 Февраль 2001 Декабрь 2000 Рубрики FF-Automation OY (3) GSM Контроль (3) История компании (3) Решения для ЖКХ (4) Энергосбережение (3) RSS Записи Комментарии  Powered by WordPress. Design — Majordomo. Russian WordPress. black decker thuraya thuraya 5440.15 () nokia 9300i mastercard ppg contiwinterviking - tomb raider mobil pegasus mobil cut lida rvg fag 8800 gold zip-lock