Automatyzacja w Automatyzacja w ogrzewnictwie i ogrzewnictwie i klimatyzacji klimatyzacji

Ćwiczenia audytoryjne

Automatyzacja w Automatyzacja w

ogrzewnictwie i ogrzewnictwie i

klimatyzacji

klimatyzacji

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 (termin kolokwium - ostatnie zajęcia - 14.01.2012) .

• Obecność obowiązkowa na wszystkich zajęciach

Automatyzacja węzła ciepłowniczego Automatyzacja węzła ciepłowniczego

Węzeł ciepłowniczy kompaktowy

Węzeł ciepłowniczy kompaktowy

WĘZŁY KOMPAKTOWE

WĘZŁY KOMPAKTOWE

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_zasc.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. Optymalizacja wykresu regulacyjnego (temperatury zasilania).

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

• Układ przygotowania c.w.u.:

7. Utrzymywanie temperatury c.w.u. T_cwu 8. Sterowanie cyrkulacją.

9. Priorytet c.w.u.

Funkcje dodatkowe

10. Regulacja obrotów pomp obiegowych: Δpdico = const,

11. Przełączanie pomp obiegowych, (pracująca, rezerwowa), (kontrola Δ p), 12. Testowanie pomp obiegowych latem.

13. Uzupełnianie wody w instalacji c.o.: (pomiar ps i sterowanie zaworem elektromagnetycznym), 14. Funkcje monitoringu: np. pz, pp, dane z ciepłomierza - komunikacja cyfrowa-protokół

komunikacji),

15. Regulator Vs, Δ pd.

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

temperatury zewnętrznej T _e

• Regulacja dostawy ciepła na potrzeby c.o. (nadążna, pogodowa, kompensacyjna ?)

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

11

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

12

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

13

Regulacja pogodowa c.o.

Regulacja pogodowa c.o.

Tzas °C

ZRco %

0%

0°C

Tzad

°C

90°C

Te °C

-20°C

czas

°C

14

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

15

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

16

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

17

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 = =

+

= +

−

⋅

⋅

−

⋅

= ⋅

18

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

5. Optymalizacja temp. zasilania 5. Optymalizacja temp. zasilania

Temperatura zewnętrzna, °C

Temperatura zasilania, °C

P2

P3

P4 P5 P1

6. Optymalizacja czasu włączenia i wyłączenia 6. Optymalizacja czasu włączenia i wyłączenia

ogrzewania ogrzewania

Obecność

Optymalny czas startu

Oszczędność energii

Noc Noc

Czas Optymalny czas stopu

Układ przygotowania

Układ przygotowania c.w.u c.w.u..

7. Utrzymywanie temperatury c.w.u. T_cwu 8. Sterowanie cyrkulacją.

9. Priorytet c.w.u.

22

Regulacja Tcwu Regulacja Tcwu

7. 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

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

AO DI DO

WEJŚCIA I WYJŚCIA REGULATORA

Wymiennik c.o.

Tzas Te

Tcwu

Regulacja

Regulacja Tcwu Tcwu

24

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.:

25

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

8. Sterowanie cyrkulacją

8. 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.

9. Priorytet

9. Priorytet c.w.u 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

Realizowane funkcje Realizowane funkcje

Funkcje dodatkowe

10. Regulacja obrotów pomp obiegowych: Δpdico = const,

11. Przełączanie pomp obiegowych, (pracująca, rezerwowa), (kontrola Δp),

12. Testowanie pomp obiegowych latem.

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

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

15. Regulator Vs, Δ pd.

Funkcje dodatkowe Funkcje dodatkowe

Sygnały obsługiwane przez sterownik węzła Sygnały obsługiwane przez sterownik węzła Dobór sterownika

Dobór sterownika

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

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

Programowalne regulatory (sterowniki) kompaktowe z Programowalne regulatory (sterowniki) kompaktowe z

biblioteką aplikacji

biblioteką aplikacji

Excel 50

Excel 50

• Sterownik posiada 8 wejść analogowych i 4 wyjścia analogowe oraz 4 wejścia cyfrowe i 6 wyjść cyfrowych.

Każde 2 wyjścia cyfrowe umożliwiają bezpośrednie 3-

położeniowe sterowanie siłownikiem.

Rozszerzalny sterownik DX

Rozszerzalny sterownik DX--9100 9100

Rozszerzalny sterownik DX

Rozszerzalny sterownik DX--9100 9100

• W wersji DX 9126 posiada:

• 8 wejść analogowych (napięciowe 0-10 Vdc, prądowe 0/4- 20 mA dc, rezystancyjne),

• 8 wejść cyfrowych bezpotencjałowych,

• 6 wyjść cyfrowych triakowych,

• 4 wyjścia analogowe (napięciowe 0-10 Vdc lub prądowe 0/4-20 mA dc)

• oraz 4 wyjścia analogowe napięciowe0-10 Vdc.

• W przypadku, gdy jest wymagana większa liczba wejść/wyjść można dołączyć dodatkowe moduły XT/XP.

• Maksymalna liczba przyłączonych modułów

rozszerzających XT/XP nie może przekroczyć liczby 64

wejść/wyjść.

TAC Xenta 300

TAC Xenta 300

TAC Xenta 300 TAC Xenta 300

• TAC Xenta 300 jest sterownikiem o ustalonych 20 wejściach/wyjściach z możliwością przyłączenia dwóch modułów rozszerzających o dalsze 20 wejść/wyjść oraz przenośnego panelu operatorskiego.

•

Sterowniki modułowe WAGO

Sterowniki modułowe WAGO

Sterowniki modułowe WAGO Sterowniki modułowe WAGO

• Do modułu sterownika mogą być przyłączane moduły wejść

i wyjść w łącznej ilości do 248 wejść/wyjść cyfrowych lub

124 wejść/wyjść analogowych.

KONIEC KONIEC

Dziękuję za uwagę!

KONIEC

KONIEC