RS58767B1 - Uravnotežavanje toplotnog opterećenja - Google Patents
Uravnotežavanje toplotnog opterećenjaInfo
- Publication number
- RS58767B1 RS58767B1 RS20190621A RSP20190621A RS58767B1 RS 58767 B1 RS58767 B1 RS 58767B1 RS 20190621 A RS20190621 A RS 20190621A RS P20190621 A RSP20190621 A RS P20190621A RS 58767 B1 RS58767 B1 RS 58767B1
- Authority
- RS
- Serbia
- Prior art keywords
- flow
- energy
- individual
- consumer
- consumers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
- F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
- F24D19/1048—Counting of energy consumption
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D10/00—District heating systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/17—District heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Description
Opis
OSNOV PRONALASKA
[0001] Sistemi za grejanje obično uključuju izvor energije (npr. energetsko postrojenje) za snabdevanje energijom jednog ili više potrošača. Obezbeđena energija može da se prenosi putem napojnog fluida za prenos toplote pri nekom napojnom protoku i napojnoj temperaturi. Ovi sistemi mogu da funkcionišu planski, tj. na osnovu predviđanja očekivane potražnje za energijom, što se označava kao „PUSH“ princip gde je protok obično u osnovi konstantan, ili mogu da funkcionišu više u vezi sa stvarnom potražnjom, što se označava kao „PULL“ princip gde protok može da se podešava u skladu sa potrebama potrošača.
[0002] Kod „PULL“ principa, očekuje se da snabdevanje energijom može da obezbedi dovoljno energije za sve zahteve potrošača i svaki potrošač obično ima sredstva za regulaciju pomoću kojih može da promeni stvarnu energiju isporučenu potrošaču, tako da se naplata u principu odnosi na stvarnu individualnu potrošnju korisnika.
[0003] Kod „PUSH“ principa isporučena energija se obezbeđuje u skladu sa npr. predviđanjem, ili jednostavno, sa raspoloživim resursima, tako da se potrošačima ne može garantovati isporuka željene energije, toplota se usmerava ka zgradama nezavisno od potreba pojedinačnih zgrada. Naplata je tada obično fiksirana i zasnovana na npr. broju kvadratnih metara koje treba zagrejati i potrošači mogu da imaju ograničenu kontrolu nad isporučenom toplotom, i na pregrevanje životnog prostora mogu da reaguju otvaranjem prozora itd., dovodeći tako do nepotrebnog gubitka toplotne energije iz sistema.
[0004] Ako isporučena energija nije dovoljna da svi potrošači postignu željeni uslov, kao što je temperatura prostorija, potrošači imaju tendenciju da izdvoje iz sistema što je više energije moguće, čime se favorizuju oni potrošači koji su najbliži izvoru energije. Kod sistema gde potrošači imaju individualna sredstva za regulaciju, kao što su ventili, za podešavanje protoka i, time za definisanje energije koja će biti izdvojena iz napojnog fluida, često se uočava da oni funkcionišu sasvim otvoreni sve vreme, kako bi se izdvojila maksimalna količina energije. Kada celokupni napojni fluid ne isporučuje dovoljnu količinu energije za sve potrebe potrošača, postoji rizik da neki od njih dobiju manje energije nego što se očekuje.
[0005] Ovo nije slučaj kod npr. „PULL“ sistema gde se isporučena energija reguliše kao odgovor na stvarnu potražnju individualnih korisnika.
[0006] Postupak za uravnotežavanje grupe potrošača u sistemu za transport fluida je prikazan u objavi SAD patentne prijave br. 2015/0316935. U prikazanom sistemu, za svakog potrošača je obezbeđen motorizovani kontrolni ventil za regulisanje protoka kroz potrošač, čuvaju se podaci karakteristični za potrošače koji određuju položaj ventila za relevantni kontrolni ventil za ciljne protoke kroz jedan od potrošača u svakom pojedinačnom slučaju. Trenutni ukupni protok kroz grupu potrošača određen je putem zajedničkog senzora protoka i faktor ravnoteže je definisan na osnovu trenutnog ukupnog protoka i sume željenih ciljnih protoka kroz potrošače. Potrošači su dinamički uravnoteženi podešavanjem parametara ventila za odgovarajuće kontrolne ventile, na osnovu karakterističnih podataka i faktora ravnoteže.
[0007] Predmetna ideja je da se predstave sistem i postupak za regulisanje „PUSH“ sistema, kako bi se osigurala pravedna raspodela energije i snizilo rasipanje energije.
KRATAK PRIKAZ PRONALASKA
[0008] Ideja prikazanog sistema je da se reše problemi na način prikazan u patentnim zahtevima. Ovo uključuje definisanje maksimalnog preuzimanja toka od strane svakog od potrošača u odnosu na stvarno dostupan tok energije u sistemu.
[0009] Kod sistema za daljinsko grejanje, napojni grejni fluid obično se transportuje kroz grejnu mrežu i do podstanica koje su povezane sa potrošačem, gde izmenjivači toplote izdvajaju potrebnu energiju i ta energija izdvojena iz napojnog grejnog fluida se onda, putem lokalnih sistema za grejanje, prebacuje do uređaja za grejanje povezanih potrošača, kao što su radijatori, instalacije za podno grejanje, rezervoari vode za domaćinstvo itd.
[0010] Kontrolna oprema, kao što je kontrolni ventil, povezana je za svakog od potrošača, definišući tok napojnog grejnog fluida koji treba da se isporuči povezanoj potrošačkoj podstanici.
[0011] Kod sistema za hlađenje, rashladni fluid cirkuliše u kolu koje je povezano sa npr. uređajem za razmenu toplote, kako bi se toplota izvlačila sa datog mesta.
[0012] Kod oba sistema, fluid je fluid za prenos toplote, bilo grejni fluid ili rashladni fluid.
[0013] U tekstu koji sledi, većina primera izvođenja koji su navedeni kao ilustracija, objašnjeni su u odnosu na sisteme za grejanje, ali postupak kontrole primenjuje se u istoj meri i na sisteme za hlađenje.
[0014] Sakupljanje signala od lokalnih komponenti omogućava da se proceni koliko toplote isporučuje određena podstanica povezana sa potrošačem. Ovo bi na primer, mogli da budu signali poreklom od merača toplote, merača protoka, senzora za pritisak, stepena otvorenosti ventila i/ili temperaturnih senzora.
[0015] Dopremanjem ovih signala od svih podstanica do kontrolnog sistema, ili sistema za upravljanje, moguće je proceniti koliki deo napojnog protoka ili toplote prima svaka podstanica.
[0016] U jednom primeru izvođenja kontrolni sistem može da se koristi kako bi se podesili položaji maksimalnog otvaranja kontrolnih ventila povezanih sa podstanicama potrošača (ili uopšteno, da bi se regulisala povezana kontrolna oprema), da bi se osiguralo da nijedna podstanica ne može da primi veći protok nego što je predefinisano specifikacijom, gde ta specifikacija zavisi ili od maksimalnog primljenog zapreminskog protoka ili od maksimalne primljene energije.
[0017] U jednom primeru izvođenja, sistem funkcioniše u različitim režimima regulacije, gde je osnovno da se uravnoteži sistem toplotnog toka koji mnogobrojnim potrošačima doprema fluid za prenos toplote pri određenom napojnom protoku i napojnoj temperaturi, pri čemu je svaki potrošač u vezi sa povezanom kontrolnom opremom (npr. ventili ili pumpe) konfigurisanom tako da reguliše protok fluida za prenos toplote isporučenog pomenutom potrošaču, a postupak se sastoji u regulisanju pomenute kontrolne opreme na takav način da povezani potrošač prima grejni fluid sa protokom koji odgovara zadatom udelu u ukupnom napojnom protoku.
[0018] Da bi se definisali zadati udeli, prema jednom primeru izvođenja, svaki pojedinačni potrošač od pomenutih potrošača podešen je da primi individualni protok koji zavisi od faktora kao što je energija potrebna da se postigne zadata temperatura, recimo unutrašnja temperatura prostorija, gde je u jednom primeru izvođenja zadata temperatura ista za sve pomenute mnogobrojne potrošače.
[0019] Prema pronalasku, jedan režim kontrole uključuje energetski režim regulisanja kontrolne opreme kada je isporučena energija u višku u odnosu na ukupnu energetsku potražnju, pri čemu se energetski režim regulisanja sastoji u tome da se svaka pojedinačna kontrolna oprema podesi tako da svaki potrošač prima individualni maksimum energije od fluida za prenos toplote, što u jednom primeru izvođenja može da bude u skladu sa prethodno zadatim individualnim udelom energije u ukupnoj isporučenoj energiji. Podešavanjem maksimuma preuzimanja energije kontroliše se koliko nepotrebne energije potrošač može da izgubi, npr. otvaranjem prozora, a da preuzimanje energije i dalje ostane na maksimumu, što dovodi do kombinovane uštede energije.
[0020] Prema pronalasku, jedan režim kontrole uključuje zapreminski režim regulisanja kontrolne opreme, kada postoji manjak isporučene energije u odnosu na ukupnu energetsku potražnju, pri čemu se zapreminski režim regulisanja sastoji u tome da se svaki pojedinačni ventil opreme podesi tako da svaki potrošač prima individualni maksimum protoka fluida za prenos toplote u skladu sa prethodno zadatim individualnim udelom zapreminskog protoka u ukupnoj zapremini napojnog fluida. Ovim se osigurava pravedna raspodela ukupnog protoka snabdevanja na potrošače, najmanje u onom stepenu u kome su udeli pravedno određeni.
[0021] U jednom primeru izvođenja jedan režim kontrole uključuje reagovanje na lokalni višak isporuke u odnosu na energiju koju su potrošači potraživali. U situaciji kada potrošač izvesno vreme ne koristi svu isporučenu energiju, za kontrolnu opremu povezanu sa tim potrošačem biće zadat niži protok od onog koji bi inače bio zadat u skladu sa prethodno zadatim individualnim udelom energije ili zapreminskog protoka za datog potrošača. Ovaj kontrolni režim može da uključuje korak u kome se registruje postojanje većeg protoka i/ili isporučene energije za jednog od pomenutih potrošača u odnosu na ono što je potrebno da bi se postigla zadata temperatura, a zatim povezani ventil reguliše kako bi bio isporučen niži udeo protoka grejnog fluida. Kada se potražnja potrošača ponovo poveća, protok se ponovo povećava, što može da se dešava sve dok se ne postigne maksimum zadatog protoka u odnosu na prethodno zadati individualni udeo energije ili zapreminski protok za datog potrošača. Na ovaj način se ovaj lokalni višak energije usmerava ka potrošačima koji možda i dalje dobijaju manju energije nego što je poželjno.
[0022] U jednom primeru izvođenja kontroler detektuje koji režim treba da se koristi za regulaciju kod svakog pojedinačnog potrošača, kako u odnosu na globalnu ukupnu potražnju u poređenju sa ukupnim snabdevanjem, tako i u odnosu na stvarnu trenutnu potražnju individualnog potrošača u poređenju sa potražnjom koja je odobrena zadatim udelom, a zatim u skladu sa tim reguliše svaku pojedinačnu kontrolnu opremu povezanu sa individualnim potrošačem.
[0023] Prema tome, šema u jednom primeru izvođenja podrazumeva da se sva kontrolna oprema podesi u skladu sa energetskim režimom regulacije, kada je ukupna isporučena energija dovoljna da pokrije ukupnu potražnju, da se prebaci na zapreminski režim kada je nedovoljna da pokrije ukupnu potražnju, ali da se kontrolna oprema pojedinačnih potrošača reguliše prema različitom režimu kada, npr., potrošači imaju višak energije u odnosu na potražnju i da se time višak energije usmeri ka drugim potrošačima.
SLIKE
[0024]
Sl. 1 Mreža toka koja ima izvor toplote za distribuciju fluida za prenos toplote mnogobrojnim potrošačima.
Sl. 2 Mreža toka kod koje se distribucija mnogobrojnim potrošačima obavlja po principu pravedne raspodele.
Sl. 3 Toplotna veza sa izmenjivačem toplote u podstanici.
DETALJAN OPIS PRONALASKA
[0025] Sl.1 ilustruje sistem (1) toka za prenos toplote koji ima izvor (2) napajanja toplotom kao što je postrojenje koje obezbeđuje fluid za prenos toplote. Ilustrovani primer izvođenja prikazuje sistem za grejanje kod koga je, dakle, fluid za prenos toplote istovremeno i grejni fluid. Fluid za prenos toplote teče pri određenom napojnom protoku i na određenoj napojnoj temperaturi, do mnogobrojnih potrošača (3), gde je svaki od njih obično povezan sa podstanicom (10) koja sadrži izmenjivač toplote kako bi se energija iz grejnog fluida izdvojila za potrošača (3) (videti takođe sl. 3). U ilustrovanom primeru izvođenja, potrošači (3) su pozicionirani paralelno i svaki je u vezi sa povezanom kontrolnom opremom (4) kako bi za svaku pojedinačnu podstanicu (10), a tako i potrošača (3), bio obezbeđen individualni protok grejnog fluida po potrošaču.
[0026] Potrošači (3) mogu da budu individualni potrošači kao što su domaćinstva ili i sami mogu da sadrže jedan ili više podsistema grejnog toka, gde se protok za individualnog potrošača posmatra kao napojni protok za sledeći podsistem grejnog toka koji sadrži potpotrošače, i gde svaki od ovih potrošača zatim može ponovo da sadrži dodatne podsisteme za grejanje sa potpotrošačima, itd. Primeri izvođenja prikazani u daljem tekstu biće primenjeni na bilo koji nivo sistema toka sa potrošačima, podsistema toka sa potpotrošačima itd.
[0027] Potrošač bi mogao da bude veliki broj stambenih objekata ili područje koje obuhvata veliki broj stambenih objekata, gde bi svaki od tih objekata mogao i sam da bude podsistem za grejanje koji ima potpotrošače predstavljene pojedinačnim stanovima itd.
[0028] Izvor (2) napajanja toplotom obezbeđuje isporučenu energiju za potrošače putem fluida za prenos toplote, gde isporučena energija zavisi od napojnog protoka i napojne temperature.
[0029] Uobičajena situacija kod postrojenja za snabdevanje u „PUSH“ sistemima je ta da je protok napojnog fluida otprilike konstantan na datoj zadatoj vrednosti, pri čemu ta vrednost može da se menja npr. u skladu sa godišnjim dobima i očekivanom potrošnjom energije koju ostvaruju potrošači (3), i može da se podešava centralno npr. prema spoljašnjoj temperaturi vazduha. Međutim, napojna temperatura često može značajno da se koleba u zavisnosti od izvesnog broja faktora kao što su uslovi sredine itd. Može, međutim, da se desi i da se ili samo jedna ili obe veličine kolebaju ili da su obe u osnovi konstantne.
[0030] U nekim sistemima postoji samo jedan izvor (2) napajanja toplotom, ali sa sistemom (1) grejnog ili rashladnog toka može da bude povezan i bilo koji broj izvora napajanja toplotom.
[0031] Mogu da postoje dve osnovne situacije, pri čemu je prva ta da dopremljena energija bude u višku (ili jednaka), a sledeća da je dopremljena energija u manjku u odnosu na kombinovanu ukupnu potražnju potrošača (3).
[0032] Ovo je i lokalno primenjivo, u odnosu na svakog individualnog potrošača (3), tako da individualna isporučena energija može da bude u višku (ili jednaka) a nadalje, isporučena energija može da bude u manjku u odnosu na lokalnu potražnju potrošača (3), uzimajući u obzir da se gubici toplote i normalno javljaju u mreži.
[0033] Sl. 2 ilustruje osnovnu ideju pravedne raspodele energije i/ili zapreminskog protoka. Svaka pojedinačna kontrolna oprema (4) regulisana je pomoću kontrolera (5), gde bi komunikacija mogla da se odvija u dva smera tako da se šalju kontrolni signali, kao i da se primaju podaci od senzora npr. o statusu funkcionisanja, protoku, pritisku i temperaturi individualnog grejnog toka, lokalnih uslova sredine itd. U jednom primeru izvođenja kao što se vidi na sl. 3 komunikacija se odvija putem sredstava (6) komunikacije, koja su povezana sa kontrolnom opremom (4). Sistem, dakle, sadrži sve potrebne uređaje za takvu regulaciju itd., kao što su aktuator, senzori itd., što će takođe biti opisano kasnije u tekstu.
[0034] U primeru izvođenja sa pravednom raspodelom, kontroler (5) je podešen tako da za svakog potrošača (3) obezbedi predefinisani udeo (ili procenat) bilo ukupne napojne energije, bilo ukupnog napojnog zapreminskog protoka, gde će kontrolna oprema (4) biti podešena pomoću kontrolera da obavlja regulaciju ili prema udelu zapreminskog protoka u ukupnom napojnom protoku, zadatom za individualnog potrošača, ili prema udelu energije.
[0035] Ovi individualni udeli potrošača mogu u primerima izvođenja da se izračunaju i/ili izmere u skladu sa potrebama lokalnog potrošača (3) da postigne datu temperaturu prostorija, npr. 18 stepeni Celzijusa za pojedinačne životne prostore potrošača (3). Dalje, dizajn gradnje, povratne informacije od potrošača itd., takođe mogu da budu parametri izračunavanja.
[0036] Sl.2 ilustruje situaciju u kojoj je izvor (2) napajanja toplotom u stanju da obezbedi samo manje od 100% (na ilustraciji 80%) ukupne potraživane energije (uključujući toplotne gubitke u mreži), kada će sva kontrolna oprema (4) biti podešena pomoću kontrolera (5) da isporučuje individualni protok grejnog fluida koji odgovara prethodno zadatom zapreminskom protoku ili udelu energije za datog potrošača, recimo 5%, 2% itd., kao što je ilustrovano. U jednom primeru izvođenja, kontroler (5) podešava način funkcionisanja kontrolne opreme (4) na režim zapreminskog protoka, kada je isporučena energija u višku u odnosu na ukupnu potražnju svih potrošača (3) (uključujući potpotrošače itd.). Ovaj način se naziva i zapreminski režim, a u jednom primeru izvođenja kontroler (5) podešava zapreminski režim regulacije kontrolne opreme (4) kada je isporučena energija ili protok snabdevanja u manjku u odnosu na ukupnu potražnju svih potrošača (3) (uključujući potpotrošače itd.), ili opštije, kada ne dobijaju svi potrošači željenu energiju npr. ako je hidraulični kapacitet mreže/pumpi istrošen.
[0037] U alternativnom primeru izvođenja, pravedna raspodela se odnosi na napojnu energiju i kontroler (5) podešava kontrolnu opremu (4) da obavlja regulaciju na takav način da svaki potrošač dobija prethodno zadati udeo energije po potrošaču, uzimajući u obzir stvarni napojni protok i napojnu temperaturu, kao što je na ilustraciji, redom, 5%, 2% itd. Ovo se nadalje takođe naziva i energetski režim regulacije. Ovo se takođe naziva i energetski režim i u jednom primeru izvođenja kontroler (5) podešava način funkcionisanja kontrolne opreme (4) na energetski režim kada je isporučena energija u višku u odnosu na ukupnu potražnju svih potrošača (3) (uključujući potpotrošače itd.).
[0038] Kontroler (5) u jednom primeru izvođenja bi mogli da budu operateri, kao što su lokalni operateri koji bi obavljali lokalna manuelna podešavanja parametara kontrolne opreme (4).
[0039] U drugom primeru izvođenja, kontroler (5) bi mogla da bude žična ili bežična komunikacija sa kontrolnom opremom (4), kao na primer, preko klauda.
[0040] Sl.3 ilustruje primer izvođenja podstanice (10) koja je povezana sa potrošačem (3) gde je određeni broj lokalnih ventila (11) povezan, sprovodeći lokalne kontrole u skladu sa potrebama lokalne kontrole, pri čemu bi ovakvi lokalni ventili (11) mogli da postoje na primarnoj strani izmenjivača (9) toplote (kao što je ilustrovano) i/ili na sekundarnoj strani, i bar neke od njih bi, u jednom primeru izvođenja, mogao elektronski da kontroliše npr. kontroler (5). Dodatni senzori, kao merač (7) protoka i/ili temperaturni senzori (8) mogu da budu povezani. Izmenjivač (9) toplote može da bude uključen tako da obrazuje toplotnu vezu grejnog fluida od jednog ili više izvora (2) toplote do lokalnih kola komunikacije fluida. Sredstva (6) komunikacije obrazuju komunikacionu vezu od lokalnih komponenti kao što su senzori kao merač (7) protoka i temperaturni senzori (8), do kontrolera (5).
[0041] Aktuatori mogu da budu povezani sa kontrolnim ventilima (4) za sprovođenje regulisanja, gde oni mogu da obrazuju deo sredstava (6) za komunikaciju.
[0042] Sakupljanjem signala od lokalnih komponenti, moguće je proceniti koliko toplote isporučuje određena podstanica (10), na primer signala od merača (7) protoka (i/ili senzora za pritisak, stepena otvorenosti kontrolnog ventila ili rotacija (4) pumpi) i jednog ili oba temperaturna senzora (8) koji su u ilustrovanom primeru izvođenja povezani sa dovodnom linijom odnosno povratnom linijom (12) veze sistema (10) grejnog toka sa lokalnom podstanicom (10).
Dopremanjem ovih signala iz svih podstanica do kontrolera (5) može da se proceni koji deo napojnog protoka ili toplote dobija svaka podstanica.
Dodavanjem indikacije o snabdevanju iz jednog ili više izvora (2) napajanja toplotom, kontroler (5) može da se koristi kako bi se podesio maksimum otvorenih položaja kontrolne opreme (4) da bi se osiguralo da ni jedna podstanica (10) ne može da dobije više protoka nego što je naznačeno.
[0043] Sledeći korak je da se osigura da ni jedna podstanica ne može da crpi veći deo protoka od onog za koji je ovlašćena prema prethodno zadatoj specifikaciji kao što je isporuka individualnog protoka grejnog fluida pri zadatim udelima ukupnog napojnog protoka za individualne potrošače. Ovo je slučaj kod zapreminskog režima regulacije.
Osim ovog ograničavanja maksimalnog protoka, merač (7) protoka i temperaturni senzori (8) se dodatno koriste za ograničavanje preuzimanja toplote na maksimalan dozvoljeni kapacitet, i time energije koju koristi priključeni potrošač, pri čemu je to druga moguća regulacija kod koje se ukupna napojna energija koju isporučuje izvor (2) napajanja toplotom, deli na individualne potrošače (3) sa individualnim napajanjima energijom definisanim zadatim udelima energije po pojedinačnom potrošaču. Ovo može da se označava i kao energetski režim regulacije.
[0044] U situaciji kada je isporuka nedovoljna, ili u slučaju kada je hidraulični kapacitet mreže istrošen, maksimalno preuzimanje je ograničeno zapreminskim režimom regulacije.
[0045] U situaciji kada je isporuka veća od potrebne maksimalno preuzimanje je ograničeno energetskim režimom regulacije.
[0046] Drugi aspekt kontrole je stanje gde su individualno isporučena energija potrošača (3) ili potpotrošača na bilo kom nivou, u višku u odnosu na zahtev lokalnog potrošača (3) da održi određenu zadatu temperaturu. U jednom primeru izvođenja ova situacija će se pratiti zahvaljujući podacima koje prima kontroler (5) preko senzora povezanih sa sredstvima (6) komunikacije, i prenošenjem tih podataka kontroleru (5). Kontroler (5) zatim reaguje tako što za ovog potrošača (3) (potpotrošača) smanjuje udeo po pojedinačnom potrošaču dok se situacija ne promeni, prosleđujući energiju na taj način dalje, do drugih potrošača (3) koji su u manjku.
[0047] Još jedan aspekt kontrole je stanje u kome je individualno isporučena energija potrošača (3) ili potpotrošača na bilo kom nivou, u manjku u odnosu na zahtev lokalnog potrošača (3) da održi određenu zadatu temperaturu. U jednom primeru izvođenja ova situacija će se pratiti zahvaljujući podacima koje prima kontroler (5) preko senzora povezanih sa sredstvima (6) komunikacije i prenošenjem ovih podataka kontroleru (5). Kontroler zatim reaguje tako što ponovo preračunava raspodelu energije na sve potrošače, dok se situacija na promeni, čime se smanjuje energija isporučena drugim potrošačima (3).
[0048] U jednom primeru izvođenja povratna informacija od potrošača (3) šalje se do kontrolera (5) gde ova informacija može da se koristi kako bi se kontrola ponovo podesila, recimo ponovnim izračunavanjem zadatih udela ukupnog napojnog protoka. Ova informacija može takođe da se koristi za otkrivanje greške na sistemu (2) toka, recimo da se primeti ako se pojavi curenje.
[0049] U jednom primeru izvođenja merač (7) protoka, povezan npr. sa povratnom linijom (12) veze sistema (10) grejnog toka sa lokalnom podstanicom (10) može da se koristi kako bi se uveo sistem naplate zasnovan na stvarnom utrošku energije svakog od individualnih potrošača (7) i potpotrošača na bilo kom nivou.
[0050] U alternativnom ili dodatnom primeru izvođenja gubici u sistemu su takođe i parametri regulacije, što znači i gubici toplote i/ili gubici protoka.
[0051] Gubici toplote pojavljivaće se u celoj mreži toka, recimo u cevima koje sprovode fluid za prenos toplote između korisnika kod kojih se ovi gubici koriste npr., da povećaju udeo nekih kasnijih potrošača u mreži kako bi se nadoknadili gubici koji nisu povezani sa njihovom stvarnom upotrebom.
[0052] Tokovi u sistemu se dalje mogu izgubiti duž mreže recimo usled toga što pumpe povezane sa sistemom funkcionišu različito, ili čak usled kvarova ili problema sa pumpom.
[0053] Na isti način, u jednom primeru izvođenja postupak se odnosi na, ili uključuje, dijagnostičko svojstvo, kao što je praćenje i moguće aktiviranje alarma ako se u sistemu pojavi iznenadna ili postepena promena gubitaka toplote ili protoka, čime se ukazuje na neku vrstu greške.
Claims (12)
1. Postupak za uravnotežavanje sistema (1) toplotnog toka sa mrežom toka koji snabdeva fluidom za prenos toplote mnogobrojne potrošače (3) pri napojnom protoku i napojnoj temperaturi, i gde je kontrolna oprema (4) priključena za svakog pojedinačnog potrošača (3) konfigurisana tako da reguliše protok fluida za prenos toplote koji se isporučuje pomenutom potrošaču (3), pri čemu se postupak sastoji u tome da se pomenuta kontrolna oprema (4) reguliše na takav način da povezani potrošač (3) dobija maksimalno preuzimanje protoka grejnog fluida koje odgovara zadatom udelu ukupnog napojnog protoka,
naznačen time, što
- postupak dodatno uključuje energetski režim regulacije kontrole (5) koji se sastoji u tome da se svaka pojedinačna kontrolna oprema (4) podesi tako da svaki potrošač prima individualni maksimum energije od fluida za prenos toplote, u skladu sa prethodno zadatim individualnim udelom energije u ukupnoj isporučenoj energiji,
- postupak uključuje zapreminski režim regulacije kontrolne opreme (4) kada postoji manjak isporučene energije u odnosu na ukupnu potražnju za energijom, pri čemu se zapreminski režim sastoji u tome da se svaka pojedinačna kontrolna oprema podesi tako da svaki potrošač (3) prima individualni maksimalni protok fluida za prenos toplote u skladu sa prethodno zadatim individualnim udelom zapreminskog protoka od ukupne zapremine napojnog fluida, gde je u situaciji nedovoljnog snabdevanja, ili u slučaju da je hidraulični kapacitet mreže istrošen, maksimalno preuzimanje protoka ograničeno zapreminskim režimom regulacije, a u situaciji viška u snabdevanju, maksimalno preuzimanje protoka je ograničeno energetskim režimom regulacije.
2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što je za svakog pojedinačnog od pomenutih potrošača (3) zadato da primi individualni protok koji zavisi od faktora koji uključuju energiju neophodnu da se postigne zadata temperatura.
3. Postupak prema patentnom zahtevu 2, gde je zadata temperatura ista za svakog potrošača od pomenutih mnogobrojnih potrošača (3).
4. Postupak prema patentnom zahtevu 2 ili 3, naznačen time što svaki od pomenutih potrošača (3) sadrži mnogobrojne uređaje (9) za razmenu toplote konfigurisane da zagreju mnogobrojne prostore, i gde je pomenuti udeo napojnog protoka podešen tako da odgovara traženom snabdevanju energijom kako bi se navedena zadata temperatura postigla u pomenutim prostorima.
5. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1-4, naznačen time što postupak obuhvata snižavanje protoka za individualnog potrošača (3) kada pomenuti potrošač (3) potražuje manje energije od one koja se dostavlja potrošaču (3).
6. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 2-5, naznačen time što postupak uključuje korak u kome se registruje kada ukupni napojni protok nije dovoljan da se postigne zadata temperatura za svakog od mnogobrojnih potrošača, kako bi se zatim svaki od zadatih udela snizio za procenat izračunat za svakog od pomenutih potrošača (3), a u cilju dobijanja nove, snižene zadate temperature.
7. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se svaka pojedinačna od mnogobrojne pomenute kontrolne opreme (4) reguliše kao odgovor na promenu napojnog protoka.
8. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se svaka pojedinačna od mnogobrojne pomenute kontrolne opreme (4) reguliše kao odgovor na promenu napojne temperature.
9. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se svaka pojedinačna od mnogobrojne pomenute kontrolne opreme (4) zajednički kontroliše pomoću pomenutog kontrolera (5).
10. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde postupak uključuje kompenzaciju korisnicima za gubitke toplote i/ili promene pritiska duž sistema (1) toplotnog toka.
11. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, gde postupak uključuje dijagnostiku pomoću procene da li potrošači (3) dobijaju manji protok ili energiju nego što se očekuje, pri čemu se zatim daje alarm da u sistemu toka postoji greška, bilo problem sa pumpanjem, bilo sa linijom toka.
12. Kontroler (5) konfigurisan da izvodi korake postupka prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DKPA201500724 | 2015-11-16 | ||
| EP16198613.8A EP3168541B1 (en) | 2015-11-16 | 2016-11-14 | Heating load balancing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RS58767B1 true RS58767B1 (sr) | 2019-06-28 |
Family
ID=57288283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RS20190621A RS58767B1 (sr) | 2015-11-16 | 2016-11-14 | Uravnotežavanje toplotnog opterećenja |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3168541B1 (sr) |
| CN (1) | CN106969409B (sr) |
| PL (1) | PL3168541T3 (sr) |
| RS (1) | RS58767B1 (sr) |
| RU (1) | RU2646208C1 (sr) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2021339B1 (en) * | 2018-07-18 | 2020-01-29 | Eneco Warmteproductie Utrecht B V | Thermal energy distribution system and control and measurement unit therefor |
| SE543008C2 (sv) | 2018-11-22 | 2020-09-22 | Stockholm Exergi Ab | Förfarande och system för balansering av massflöde under produktionsstörning eller -brist i ett fjärrvärmenät |
| FI3660412T3 (fi) * | 2018-11-27 | 2024-03-13 | Danfoss As | Menetelmä energianjakelun säätämiseksi lämpöverkossa |
| CN114222891B (zh) * | 2019-07-22 | 2023-12-05 | 贝利莫控股公司 | 用于平衡循环网络的方法和系统 |
| NL2025444B1 (en) * | 2020-04-28 | 2021-11-09 | Peeeks B V | District heating system for controlling heat demand in district heating |
| EP3982048B1 (en) | 2020-10-06 | 2023-05-24 | Siemens Schweiz AG | Control of heat exchange |
| CN112290414B (zh) * | 2020-10-14 | 2022-04-12 | 广东电网有限责任公司 | 一种配电自动化站所终端设备 |
| SE2150085A1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-01-21 | Vattenfall Ab | System and method for predictive maintenance for a District Heating Substation |
| DE102022101450A1 (de) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | Dürr Systems Ag | Wärmeversorgungsnetz für eine prozessanlage und verfahren zum betreiben eines solchen wärmeversorgungsnetzes |
| CN117029090B (zh) * | 2023-07-12 | 2025-02-07 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | 基于供热负荷需求的热网流量控制系统及方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19859364C2 (de) * | 1998-12-22 | 2001-09-13 | Baelz Gmbh Helmut | Wärmeversorgungsanlage mit Spitzenlastbegrenzung |
| US6607141B2 (en) * | 2000-08-02 | 2003-08-19 | Somchai Paarporn | Decentralized pumping system |
| DE10218776B3 (de) * | 2002-04-26 | 2004-04-15 | Sun-Systems | Anlage zur Versorgung von Verbrauchern mit Wärmeenergie unterschiedlicher Energieniveaus |
| DE10317183B4 (de) * | 2003-04-15 | 2007-04-05 | SWE Strom und Fernwärme GmbH | Temporäre Steigerung durch KWK erzeugter elektrischer Energie |
| KR200440305Y1 (ko) * | 2008-02-25 | 2008-06-05 | 김호성 | 온도 및 유량을 제어하는 복합밸브 |
| CN101846355A (zh) * | 2010-02-26 | 2010-09-29 | 新疆孚德节能工程有限公司 | 基于热水供暖系统中动态平衡机组技术的布置方法 |
| RU104289U1 (ru) * | 2010-12-23 | 2011-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЭКС Комплект" | Устройство для автоматизированной балансировки сетей теплоснабжения зданий и сооружений |
| RU2449340C1 (ru) * | 2011-03-29 | 2012-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АРГО-ЦЕНТР" | Система автоматического селективного регулирования теплопотребления |
| RU2509335C2 (ru) * | 2012-04-06 | 2014-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "АРГО" (ООО НТЦ "АРГО") | Устройство для автоматического управления теплопотреблением |
| CH707402A2 (de) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Belimo Holding Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Abgleichen einer Gruppe von Verbrauchern in einem Fluidtransportsystem. |
| CN103344007B (zh) * | 2013-07-16 | 2015-12-23 | 广州柏诚智能科技有限公司 | 一种阀控超声波热量表的节能控制模式 |
-
2016
- 2016-11-14 RU RU2016144469A patent/RU2646208C1/ru active
- 2016-11-14 EP EP16198613.8A patent/EP3168541B1/en active Active
- 2016-11-14 PL PL16198613T patent/PL3168541T3/pl unknown
- 2016-11-14 RS RS20190621A patent/RS58767B1/sr unknown
- 2016-11-16 CN CN201611025381.4A patent/CN106969409B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2646208C1 (ru) | 2018-03-01 |
| CN106969409A (zh) | 2017-07-21 |
| PL3168541T3 (pl) | 2019-08-30 |
| EP3168541B1 (en) | 2019-02-27 |
| CN106969409B (zh) | 2020-01-10 |
| EP3168541A1 (en) | 2017-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3168541B1 (en) | Heating load balancing | |
| CN111856986B (zh) | 用于控制流体分配系统的控制系统和方法 | |
| US11624510B2 (en) | District energy distributing system | |
| CN109564438B (zh) | 区域制热中的返回温度的降低以及区域制冷中的返回温度的增加 | |
| EP3482137B1 (en) | Combined heating and cooling system | |
| EP3492822B1 (en) | Control method and device for a heating system or cooling system | |
| US11009898B2 (en) | Thermal energy usage metering system for steam-heated multiple unit building | |
| EP3296647A1 (en) | Energy distributing system | |
| EP1682826A2 (en) | Heat transfer system | |
| JP2001153381A (ja) | 地域熱供給システム | |
| SG191930A1 (en) | Heat source system, control method therfor, and program therefor | |
| CN111023223B (zh) | 基于云端和回水温度的供暖热网智能水力平衡系统 | |
| US11971177B2 (en) | Control unit and method for controlling a local distribution system's outtake of heat or cold from a thermal energy distribution grid | |
| CN116659042A (zh) | 一种基于区域变化冷热负荷的智能动态响应控制器 | |
| WO2020007608A1 (en) | Thermal heating system and a controller for the same | |
| CN112781130A (zh) | 基于区域集中供冷供热系统的输送泵节能控制方法 | |
| EP4034817B1 (en) | Ensuring a flow of heat transfer fluid in a district heating/cooling grid | |
| JP2017101907A (ja) | 空調制御装置、空調制御方法、空調制御プログラム、及び空調制御システム | |
| DK201700311A1 (en) | HD SAV 2gen - algorithms for oscillations and low demand | |
| DE102024100965A1 (de) | Verfahren zum Steuern und Regeln einer Heizungsanlage | |
| Shevaldin et al. | HYDRAULIC SEPARATOR | |
| CN107366954A (zh) | 供暖控制系统及供暖系统 | |
| UA106184C2 (uk) | Індивідуальний тепловий пункт |