Разработка САУ котельным оборудованием проектного жилого дома

Аннота-ция…………………………………………………………………………..…..4
Введение………………………………………………………………………………...5
1. Анализ современных систем автоматизации отопления……………….………..6
1.1 Принципы автоматизации систем отопления……………………………...6
1.2 Состав современных автоматизированных систем отопления……..…….8
1.3 Анализ недостатков систем отопления в проектном доме……..………..14
2. Разработка САУ котельным оборудованием проектного жилого дома………...16
2.1 Теплотехнический расчёт дома……………………………………………16
2.2 Разработка технологической схемы котельни……………………………17
2.3 Расчёт системы автоматики………………………………………………..22
2.3.1 Определение передаточной функции объекта управления……..22
2.3.2 Выбор оптимального устройства управления…………………...26
2.4 Разработка технологической схемы котла……………….………...……..30
2.5 Разработка принципиальной электрической схемы защиты котла …….34
3. Выбор АТС и разработка алгоритма управления контролером……………...….38
3.1 Выбор комплекса аппаратно-технических средств……...……………….38
3.2 Разработка алгоритма управления контролером…………………………43
4. Мероприятия по охране окружающей среды и охраны труда...………………...47
5. Экономика…………………………………………………….…………………….58
Заключение.……………………………………………………………………………65
Список используемой литературы..………………………………………………….66

Весь текст будет доступен после покупки

Прогресс в области автоматизации управления системами отопления и горячего водоснабжения уже достиг существенного уровня. Это дает возможности для экономии ресурсов, оптимизации параметров работы и повышения надежности систем, создания комфортных условий, достижения энергонезависимости объекта отопления.
В современном доме или любом другом помещении всегда подключена система отопления, в связи с тем, что климатические условия Российской Федерации в большинстве регионах суровы. Современные системы отопления должны обеспечивать комфорт в доме и снижение затрат на энергоресурсы. Актуальным становится автоматизация котельного оборудования для отопления жилого дома.
На сегодняшний день важным фактором в сфере подачи и транспортировки тепловой энергии является её автоматическое регулирование. Автоматизация котельного оборудования для отопления жилого дома - это целый ряд устройств, которые разработаны для различных систем отопления. Их основными техническими параметрами является потребление энергии, габаритные размеры, производительность. [1]. В выпускной квалификационной работе (ВКР) предлагается разработать систему автоматизации котельного оборудования для отопления жилого дома.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Принципы автоматизации систем отопления

Автоматизация отопления - это комплект устройств, содержащих автоматические аппараты регулирования температуры и расхода на подаче в каждое здание в соответствии с заданными параметрами, согласно с потребностями жителей. Автоматизация зданий начинается с контроля механических и электронных систем здания.
Автоматика тепловых пунктов состоит, как правило, из регулирующего клапана, регулятора перепада давления, регулятора температуры, датчиков температуры, циркуляционного насоса, погодного регулятора и теплосчетчика. Погодный регулятор управляет подачей тепловой энергии в здание путем воздействия на регулирующий клапан с учетом температуры наружного воздуха, температуры подающего трубопровода после подмеса и температуры обратного трубопровода. Таким образом, реализуются следующие функции:
? корректировка температуры теплоносителя подающего трубопровода в зависимости от температуры наружного воздуха (температурный график);
? корректировка температуры теплоносителя обратного трубопровода в зависимости от температуры теплоносителя в подающем трубопроводе (температурный график);
? ограничения подачи тепловой энергии в зависимости от режима эксплуатации здания (время суток, рабочие и нерабочие дни);
? поддержание заданной температуры горячего водоснабжения;
? поддержания постоянного гидравлического режима системы отопления;
? защиту от замораживания;
? прогрев помещений перед началом рабочего дня;
6
? учет тепловой энергии и теплоносителя [3].
Автоматизация отопления позволяет контролировать температуру теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха, алгоритм может также учитывать индивидуальные предпочтения, например, влажность, время дня, расписание выходных и праздничных дней. Использование контрольных устройств для отопления позволяет значительно сократить затраты на энергию и уменьшить расходы.
Для высококачественной работы системы автоматизации требуется выполнить целый комплекс вычислительных работ при разнообразных параметрах работы системы отопления. Поэтому каждый режим работы характеризуются своей индивидуальностью.
Степень автоматизации системы отопления зависит от здания, способа теплоснабжения, от особенностей оборудования. Автоматизировать можно всю систему или ее отдельные элементы. Для обеспечения постоянной температуры в помещении, служат автоматические радиаторные терморегуляторы, которые помещаются перед отопительными приборами. При их помощи устанавливается определенная температура в здании и программируется график изменения температуры на определенный период. Терморегуляторы состоят из регулирующего клапана, который меняет количество теплоносителя по команде термоэлектрического привода или термостатического элемента, чувствительного к изменениям температуры в помещении. Терморегуляторы с газонаполненными термоэлементами обладают малой инерционностью, не допускают колебаний температуры в помещении, обеспечивают срок эксплуатации до 25 лет. Преимуществом является и то, что они позволяют экономить тепловую энергию. Чувствительный элемент терморегулятора может быть прямого действия (без использования дополнительной энергии) или с электрическим управлением [2, 3].
К достоинствам автоматизированной системы управления отоплением относятся:

7
1) Экономия энергии. Благодаря АСУ отопления существенно снижаются расходы на отопление (от 25 до 70% от действующих затрат, следовательно окупаемость составляет 1 -2 года);
2) Баланс = экономия + комфорт. Правильно сбалансированная система отопления обеспечивает правильную мощность нагрева во всех помещениях, независимо от нагрузки.
3) Надежность, безопасность. Автоматика оснащена системой равновесия и возможностью сохранять стабильность внутреннего состояния.
4) Удобство, надзор и контроль.
Существует один недостаток АСУ отопления - это стоимость проекта на первоначальном этапе.
Применение автоматизации управления системы отопления в наибольшей степени эффективно в следующих случаях:
- в домах с системой элеваторного типа, напрямую запитанных от основных магистральных тепловых сетей;
- в зданиях с концевыми узлами и недостаточным перепадом давления в системе отопления с обязательной установкой насосов ЦО.
Автоматизированная система управления отоплением обеспечивает удобный способ для оптимизации потребления энергии. Данная система подходит для различных типов зданий и сооружений. Использование АСУ отопления позволяет сэкономить до 25 - 70% тепловой энергии и обеспечить комфортные условия проживания в каждом помещении.

1.2 Состав современных автоматизированных систем отопления

Технические средства автоматизации котельной жилого дома:
? датчики параметров технологического процесса;
? исполнительные механизмы, перемещающие по командам в нужном направлении регулирующие органы;
8
? управляющая техника, обрабатывающая в соответствии с заложенными в неё алгоритмами и программами информацию от датчиков и формирующая команды исполнительным механизмам;
? приборы для выбора режимов управления и для дистанционного управления исполнительными механизмами;
? средства отображения и представления информации оперативному персоналу;
? устройства для документирования и архивирования технологической информации;
? средства коллективного представления информации.
Типовая схема автоматизации водогрейного котла с не автоматизированной горелкой приведена на рисунке 1.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Батицкий В.А., Куроедов В.И., Рыжков А.А. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности. – М.: Недра, 2001. – C. 209-217.
2. Бойко Е.А. Котельные установки и парогенераторы. Конструкционные характеристики энергетических котельных агрегатов: справ. пособие по курсовому и дипломному проектированию / Е.А. Бойко, Т.И. Охорзина, 2004. - 91 c.
3. Бондарук, А.М. Автоматизированные системы управления качеством в технологических процессах / А.М. Бондарук, С.С. Гоц. - М.: Уфа: Монография, 2013. - 144 c.
4. Борисов С. А. Автоматизированные системы отопления частного дома // Красная линия. - 2008.
5. Экономическая оценка проектных решений в агроинженерии: учебник / В. Т. Водянников, Н. А. Середа, О. Н. Кухарев [и др.]; под редакцией В. Т. Водянникова. -Санкт-Петербург: Лань, 2019. –436 с.: ил. –(Учебники для вузов. Специальная литература).
6. Грановский В. Л. Система отопления жилых зданий массового строительства и реконструкции с комплексным автоматизированием теплопотребления / В.Л. Грановский, С.И. Прижижецкий // АВОК. - 2002. - № 5.
7. Жучков А.С. Автоматизация тепловых пунктов и систем отопления // Энергетика региона. - 2004.
8. Карповцов А.А., Сколубович В.И., Федоров В.А. Турбогенераторы в котельных // Новости теплоснабжения, 2000, № 2, с.28 – 30.
9. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / Под общ. ред. Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. – М.: Изд-во МЭИ, 2004. - 118 c.

Весь текст будет доступен после покупки