Automatyzacja w Automatyzacja w ogrzewnictwie i ogrzewnictwie i klimatyzacji klimatyzacji Ćwiczenia audytoryjne

Automatyzacja w Automatyzacja w

ogrzewnictwie i ogrzewnictwie i

klimatyzacji klimatyzacji

Ćwiczenia audytoryjne

Zakres tematyczny ćwiczeń audytoryjnych Zakres tematyczny ćwiczeń audytoryjnych

• Przykłady doboru układów i elementów automatyki do węzła

ciepłowniczego, kotłowni na paliwo gazowe, centrali klimatyzacyjnej z odzyskiem ciepła).

• Przykłady doboru zaworów regulacyjnych jedno- i trójdrogowych w układach automatyki instalacji budynkowych

Warunki zaliczenia przedmiotu Warunki zaliczenia przedmiotu

• Pozytywny wynik kolokwium zaliczeniowego 13.01.2011 .

• Obecność obowiązkowa na wszystkich zajęciach

Automatyzacja węzła ciepłowniczego Automatyzacja węzła ciepłowniczego

Schemat ideowy węzła ciepłowniczego Schemat ideowy węzła ciepłowniczego

c.o.

LC1

LC2

sieć

w.z.

cyrk.

c.w.u.

1 2

4 3

5

6

WCO WCWII

WCWI

Zco Zcw

ZRRC

ΔpRRC

Automatyzacja węzła ciepłowniczego Automatyzacja węzła ciepłowniczego

Elementy układu automatyki Elementy układu automatyki

T

AI AO DI DO

W LC1

c.o..

w.z.

cyrk.

c.w.u.

s.c.

T T

P

P

P

T

ΔP T

10 2 2 4

T

Automatyzacja węzła ciepłowniczego Automatyzacja węzła ciepłowniczego ––

realizowane funkcje realizowane funkcje

• Instalacja c.o.:

1. Utrzymywanie temperatury na zasilaniu T_zas c.o. w funkcji temperatury zewnętrznej T_e (regulacja nadążna - pogodowa- według wykresu regulacyjnego).

2. Zabezpieczenie przed przekroczeniem dopuszczalnej T_zas - ograniczenie górne, ograniczenie dolne.

3. Funkcja zakończenia sezonu grzewczego (w sezonie grzewczym tzew = 16 /15 °C, latem tzew = 12 /11 °C ).

4. Funkcja osłabienia nocnego.

5. Wyłączenia optymalizowane: tzco = f (tzew, ti, τ ) – patrz wykres, 6. Optymalizacja wykresu regulacyjnego.

7. Regulacja obrotów pomp obiegowych: Δpdico = const,

8. Przełączanie pomp obiegowych, (pracująca, rezerwowa), (kontrola Δ p),

9. Testowanie pomp obiegowych latem.

10. Uzupełnianie wody w instalacji c.o.: (pomiar ps i sterowanie zaworem elektromagnetycznym),

Regulacja dostawy ciepła na potrzeby c.o.

Regulacja dostawy ciepła na potrzeby c.o.

(nadążna, pogodowa, kompensacyjna) (nadążna, pogodowa, kompensacyjna)

• Ad. 1 Utrzymywanie temperatury na zasilaniu T _zas c.o. w funkcji

temperatury zewnętrznej T _e

Wykres regulacji temperatury Tzco=f(Tzew)

Tzco=90 °C

Tzew=-20°C Tzew=Tw=20 °C

Tzco=f(Tzew)

Tzco=Tw=20 °C

Tzcomin>5 °C Tzcomax<100 °C

9

Wymiennik c.w.u.

I stopień

Wymiennik c.w.u.

II stopień

Instalacja c.o.

Sieć

ciepłownicza

c.w.u.

cyrkulacja

PO PC

ZRco ZRcw

woda zimna AI

AO DI DO

WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA

Wymiennik c.o.

Tzas Te

Utrzymywanie temperatury na zasilaniu

Utrzymywanie temperatury na zasilaniu T T

c.o c.o. w funkcji . w funkcji temperatury zewnętrznej T

temperatury zewnętrznej T

10

REGULATOR CYFROWY REGULATOR CYFROWY

Regulacja pogodowa c.o.

Regulacja pogodowa c.o.

1. Utrzymywanie temperatury na zasilaniu Tzas c.o. w funkcji temperatury zewnętrznej Te (według wykresu regulacyjnego).

Regulator Siłownik ZRco Wymiennik

c.o.

Czujnik t.zasil.

Tzas

zakłócenia

Tzad

y

Te e u

Wykres regulacyjny Czujnik

t.zewn. Te

Tzas

Tzas

+20

-20 0 +20 Te

Tzas +90 Tzad

Te

11

Regulacja pogodowa c.o.

Regulacja pogodowa c.o.

Tzas °C

ZRco %

0%

0°C

Tzad

°C

90°C

Te °C

-20°C

czas

°C

12

Ograniczenie Tzas Ograniczenie Tzas

2. Zabezpieczenie przed przekroczeniem dopuszczalnej T_zas.

Ograniczenie dolne: zabezpieczenie przed zamarzaniem wody w instalacji c.o., np. +10°C (zależnie od rozległości instalacji).

Ograniczenie górne: zabezpieczenie ludzi (poparzenie) i instalacji c.o. (przewody z tworzyw sztucznych), np. +80°C.

Sposób działania:

Tzas °C

10°C

czas 80°C

13

Zakończenie sezonu Zakończenie sezonu

3. Funkcja zakończenia sezonu grzewczego.

Wyłącz c.o.: gdy temperatura zewnętrzna wzrośnie powyżej progu wyłączenia c.o., np. +14°C (zależnie od obiektu).

Załącz c.o.: gdy temperatura zewnętrzna spadnie poniżej progu wyłączenia c.o. - histereza, np. +14-2°C (zależnie od

obiektu).

Wyłączenie c.o. = zamknięcie ZRco i wyłączenie PO (z opóźnieniem).

14°C 12°C

załącz c.o.

wyłącz c.o.

H = 2K

Te

Te

0/1

14

Wymiennik c.w.u.

I stopień

Wymiennik c.w.u.

II stopień

Instalacja c.o.

Sieć

ciepłownicza c.w.u.

cyrkulacja

PO PC

ZRco ZRcw

woda zimna AI

AO DI DO

WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA

Wymiennik c.o.

Tzas Te

Zakończenie sezonu

Zakończenie sezonu

15

Osłabienie parametrów c.o.

Osłabienie parametrów c.o.

4. Funkcja osłabienia nocnego.

Normalna praca c.o.: według krzywej grzewczej dla utrzymywania temperatury wewnętrznej na zadanym poziomie np. +20°C (zależnie od obiektu).

Osłabienie c.o.: utrzymywanie w budynku obniżonej

temperatury na poziomie temperatury dyżurnej np. +13°C (zależnie od obiektu, uniknięcie kondensacji).

+20

-20 0 +20 Te

Tzas +90

Te

Dzień: Ti = 20°C

Noc:

Ti = 13°C

83 , 40 0 33 20

20 20 13 )

Te Ti

( U A

) Te Ti

( U A Q

Q

d n dzień

noc = =

+

= +

−

⋅

⋅

−

⋅

= ⋅

16

Osłabienie parametrów c.o.

Osłabienie parametrów c.o.

Ti °C +20

+13

Qco

OSZCZĘDNOŚĆ

WYCHŁADZANIE PODTRZYMANIE ROZGRZEWANIE (+13°C)

PRACA (20°C)

PRACA (20°C) 100%

0%

83%

OGRZEWANIE DYŻURNE 7.00 PRACA

PRACA 17.00

Optymalizacja temp. zasilania Optymalizacja temp. zasilania

Temperatura zewnętrzna, °C

Temperatura zasilania, °C

P2

P3

P4 P5 P1

Optymalizacja czasu włączenia i wyłączenia Optymalizacja czasu włączenia i wyłączenia

ogrzewania ogrzewania

Obecność

Optymalny czas startu

Oszczędność energii

Noc Noc

Czas Optymalny czas stopu

• Układ przygotowania c.w.u.:

5. Utrzymywanie temperatury c.w.u. T_cwu 6. Sterowanie cyrkulacją.

• Funkcje dodatkowe:

7. Priorytet c.w.u.

8. Funkcje monitoringu: np. pz, pp, dane z ciepłomierza - komunikacja cyfrowa-protokół komunikacji),

9. Regulator Vs, Δ pd.

20

Regulacja Tcwu Regulacja Tcwu

5. Utrzymywanie temperatury c.w.u. T_cwu.

Temperatura zadana: +60°C regulacja stałowartościowa.

Dezynfekcja układu: raz na dobę podgrzać c.w.u. do 70°C.

Legionelle. Funkcja realizowana w nocy (3.00-4.00 rano).

REGULATOR CYFROWY REGULATOR CYFROWY

Regulator Siłownik ZRcwu

Wymiennik c.w.u

Czujnik Tcwu

zakłócenia

y

e u

Wartość zadana Tcwu:

60 lub 70°C (wg zegara)

Tcwu

Tcwu

21

Wymiennik c.w.u.

I stopień

Wymiennik c.w.u.

II stopień

Instalacja c.o.

Sieć

ciepłownicza c.w.u.

cyrkulacja

PO PC

ZRco ZRcw

woda zimna AI

AO DI DO

WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA

Wymiennik c.o.

Tzas Te

Tcwu

Regulacja

Regulacja Tcwu Tcwu

22

Regulacja Tcwu Regulacja Tcwu

Otwarcie siłownika ZRcwu %

Rozbiór c.w.u. dm³

Temperatura

Tcwu °C (zadana +55°C)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00

Przykładowe dane z monitoringu pracy układu przygotowania c.w.u.:

23

Wymiennik c.w.u.

I stopień

Wymiennik c.w.u.

II stopień

Instalacja c.o.

Sieć

ciepłownicza c.w.u.

cyrkulacja

PO PC

ZRco ZRcw

woda zimna

AI 5

AO 2

DI

DO 2

WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA

Wymiennik c.o.

Tzas Te

Tcwu

Sterowanie cyrkulacją

Sterowanie cyrkulacją

Układ przygotowania c.w.u.

Układ przygotowania c.w.u.

Ograniczenie zużycia ciepła przez

dostosowanie czasu pracy układu c.w.u. i cyrkulacji:

0 0,01 0,02 0,03 0,04

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Godzina

Energia, GJ

0 50 100 150 200

Rozbiór c.w.u., dm3

Rozbiór c.w .u. dm3 Energia cieplna GJ

0 0,01 0,02 0,03 0,04

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Godzina

Energia, GJ

0 50 100 150 200

Rozbiór c.w.u., dm3

Rozbiór c.w .u. dm3 Energia cieplna GJ

C.O.

Priorytet c.w.u.

Priorytet c.w.u.

• Przy dużych rozbiorach c.w.u. częściowe ograniczenie dostawy

energii cieplnej do c.o. – przymknięcie ZRco – więcej energii cieplnej trafia do układu przygotowania c.w.u.

• Stosowany w obiektach gdzie rozbiory c.w.u. są okresowe, duże i krótkotrwałe (np. koszary, umywalnie ośrodków sportowych).

Moc

zamówiona

Moc

zamówiona C.W.U.

C.W.U.

C.O.

Bez funkcji priorytetu c.w.u. ^czas

Q

Z funkcją priorytetu c.w.u. czas Q

Optymalizacja temp. zasilania Optymalizacja temp. zasilania

Temperatura zewnętrzna, °C

Temperatura zasilania, °C

P2

P3

P4 P5 P1

Optymalizacja czasu włączenia i wyłączenia Optymalizacja czasu włączenia i wyłączenia

ogrzewania ogrzewania

Obecność

Optymalny czas startu

Oszczędność energii

Noc Noc

Czas Optymalny czas stopu

Dobór sterownika węzła Dobór sterownika węzła

ciepłowniczego

ciepłowniczego

Automatyzacja w klimatyzacji i ciepłownictwie Automatyzacja w klimatyzacji i ciepłownictwie

STEROWNIK IAC 600

STEROWNIK IAC 600 – – wejścia/wyjścia wejścia/wyjścia

STEROWNIK IAC 600

STEROWNIK IAC 600 – – wejścia/wyjścia wejścia/wyjścia

Dobór sterownika Dobór sterownika

Sygnały obsługiwane przez sterownik węzła Sygnały obsługiwane przez sterownik węzła

T

AI AO DI DO

W LC1

c.o..

w.z.

cyrk.

c.w.u.

s.c.

T T

P

P

P

T

ΔP T

10 2 2 4

T T

ZS

KONIEC

KONIEC