Автоматизированные системы управления водонагревательных котлов, отопления

Министерство  образования и культуры республики Дагестан

Московский  Государственный Открытый Университет 
 
 
 
 
 
 
 
 

На тему:

«Автоматизированные системы управления водонагревательных котлов, отопления» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент 4 курса      

Факультета ПМиИ

Мажаров В.

Проверил: ______________ 
 
 
 
 
 
 

Махачкала 2010

Содержание

Содержание……………………………………………………………………………2

Введение……………………………………………………………………………….3

Проектирование систем отопления…………………………………………………..5

Выбор оборудования отопления……………………………………………………...9

Автоматизированная  система управления ………………………………………....11

Список используемой литературы…………………………………………………..16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

    Системы отопления и подачи горячей воды – неотъемлемая часть любого дома. Свои водонагревательные системы есть как в многоквартирных домах, так и в частных, при этом котельные могут автономными и находится в каждом доме, а могут быть и общими для всего жилого комплекса. Небольшие дома и коттеджи оснащают автономными системами отопления и подачи горячей воды, их проектирование и использующееся оборудование имеют свои особенности, поэтому организацию этой важной системы лучше поручить специалистам, которые грамотно спроектируют и установят нагревательную систему.

    В автономных отопительных системах применяются автоматизированные котельные установки. Температура воды в них поддерживается на уровне 115°С, давление – до 1,0 МПа. Разумеется, котлы и все оборудование должно быть сертифицировано.

    Современные системы отопления автоматически поддерживают заданную температуру в помещении. Специальные датчики фиксируют температуру на открытом воздухе и внутри помещения. Внешний (наружный) датчик устанавливают на северной стороне дома в 2,5 м над землей. Автоматика увеличивает или уменьшает интенсивность нагрева теплоносителя в соответствии с показаниями температурных датчиков. Температура воды в системе отопления обычно не превышает 65°С.

    Особого внимания требует размещение нагревательных устройств и элементов системы отопления и нагрева воды. Тепловые агрегаты устанавливаются:

• На кухне, если мощность котла не превышает 60 кВт, даже при наличии газовой плиты или газового нагревателя.
• В отдельном помещении, включая цокольное или подвальное, если мощность котлов системы отопления и нагрева воды не превышает 150 кВт.
• В отдельном помещении на цокольном или первом этаже.
• В отдельном пристроенном к дому помещении, если мощность котлов системы отопления и нагрева воды не превышает 500 кВт.

      Дополнительные требования предъявляются к кухонному помещения, если на кухне установлены одновременно котельная установка мощностью до 60 кВт, газовая плита и проточный водонагреватель. В этом случае:

• Высота потолка должна быть не меньше 2,5 м.
• Минимальный объем помещения – 15 куб. м, плюс дополнительный объем из расчета 0,2 куб. м на каждый кВт мощности котельной установки.
• Кухня оборудуется вентиляцией, обеспечивающей трехкратный воздухообмен в течение часа, приток воздуха в объеме вытяжки, дополнительный объем воздуха на горение топлива.
• На кухне должна быть форточка и проем сечением не менее 0,025 кв. м в нижней части двери.

    Если суммарная мощность котлов системы отопления и нагрева воды не превышает 150 кВт, то помещение должно отвечать следующим требованиям:

Высота потолка  должна быть не меньше 2,5 м.

Минимальный объем помещения – 15 куб. м.

Огнестойкость ограждающих стен помещения –  не менее 0,75 часа.

Естественное  освещение: 0,03 кв. м остекления на 1 куб. м помещения.

Наличие эффективной  вентиляции.

    Размещение котельных установок в подвале, на цокольном или первом этаже дома выход должен быть сделан наружу. Может быть сделан и дополнительный выход внутрь дома, но в этом случае устанавливается противопожарная дверь.

   Дымоход и вытяжка могут находиться как внутри здания, так и вне его. Часто дымоход и вытяжку пристраивают снаружи здания непосредственно к стене.

     Для подачи газа в котельные установки используется газопровод с давлением, не превышающим 3 кПа. Входной газопровод оборудуется устройством, автоматически перекрывающим подачу газа в случае возникновения аварийной ситуации.

     При проектировании нагревательной системы в первую очередь решается вопрос о типе котельной установки и использующемся виде энергии. Электрические котлы устанавливают в домах площадью не более 100 кв. м, чаще всего – в коттеджах. Электрокотлы могут использоваться и как запасной источник тепла в случае поломки основного котельного устройства. Электрические котлы отличаются малым весом, компактностью, бесшумностью, простым обслуживанием и отсутствием продуктов горения. Главный недостаток таких котлов – высокое потребление электроэнергии и проблемы с подключением к сети. Помимо этого, электрические котлы требуют постоянного контроля, так как при отключении электричества вода в системе отопления может замерзнуть. Самые известные производители электрических котлов - Eleсtrolux (Швеция), Dakon (Чехия), Sliebel Eltron (Германия), Eleco и Protherm (Словакия).

     Подавляющее большинство частных домов оснащается напольными котлами, работающими на газе или жидком топливе. Автоматизированная система управления освобождает пользователя от постоянного контроля. В числе других преимуществ таких котельных установок – высокий КПД и невысокие расходы на эксплуатацию. Наиболее мощными и совершенными являются трехконтурные системы, которые могут обеспечивать теплом, помимо всего прочего, бассейн или подогревающиеся полы. Для установки котла на газовом топливе необходимо получить соответствующее разрешение, для установке котла на жидком топливе оформление таких документов не требуется. Для жидкотопливных котлов необходимо предусматривать специальные защищенные емкости, в которых хранится запас топлива. Наибольшей популярностью на рынке котельного оборудования пользуются жидкотопливные и газовые котлы Ariston (Италия), Bosch (Германия), Dakon (Чехия), Wester (Великобритания).

    Твердотопливные котлы привлекают в первую очередь низкой стоимостью топлива. Самые совершенные котлы, работающие на твердом топливе, могут функционировать автоматически и предоставляют возможность регулировать интенсивность нагрева теплоносителя. Твердотопливные котлы бывают дровяные и универсальные, последние позволяют использовать практически любое твердое топливо. Производят такие котлы компании Dakon (Чехия), Japsy Typla (Финляндия) и др.

    Универсальные котлы могут работать на любом топливе – газе, солярке или мазуте, дровах, угле. В некоторых универсальных котлах предусмотрена и электрическая система нагрева. Универсальные котлы производят многие компании, в том числе СТС (Швеция) и Japsy Typla (Финляндия).

    Выбор трубопроводов зависит от характеристик системы, в которой они применяются (давление, тип и температура теплоносителя) и финансовых возможностей приобретателя. Трубы могут быть:

- полимерные (полипроплен, сшитый полиэтилен);

- металлополимерные  (металлопластик);

- медные;

- из нержавеющей  стали;

- из черной  стали в полимерной оболочке. 
 

Проектирование  систем отопления

    Для монтажа современных систем отопления закрытого типа используются трубы малых диаметров. Монтаж ведется в стенах и полах, что позволяет выгодно использовать объем помещения для воплощения любой дизайнерской мысли. Для прогрессивных систем отопления характерно наличие автоматики, позволяющей управлять системой самостоятельно или с минимальным участием человека.  
    Отопление дома, даже не очень крупного, например 150 м2, это инженерная система, включающая в себя котельный пункт, систему разводки трубопроводов и тепловые приборы. Чтобы система функционировала в соответствии с современными требованиями, то есть комфортно, экономично и надежно, очень важен комплекс инженерных расчетов.  
   Расчет тепловых потерь дома (должен быть выполнен на каждое помещение в отдельности, с учетом количества окон, дверей, внешних стен).  
     Необходимые данные для расчета теплопотерь:

• толщина стен и перекрытий, а так же материал, использованный при их возведении;
• пирог крыши;
• тип фундамента и материал, использованный при его возведении;
• тип остекления (обычные окна или стеклопакеты), если стеклопакеты, то имеет значение двойные или тройные;
• количество и толщина стяжек пола.

    Без индивидуального расчета, подбор осуществляется по укрупненным вычислениям, в зависимости от объема помещения. Но ведь очевидно, что у комнат с одинаковым объемом могут быть разные показатели по теплопотерям, если одна является угловым, а другая смежным или внутренним помещением, расположенном в южной или северной части дома, и т.д. У радиаторов подобранных по такому принципу цена возрастает эквивалентно запасу по мощности. Запас по мощности увеличивает общий объем системы отопления, размер мембранного бака, параметры циркуляционного насоса и потребление электричества. Эксплуатация системы отопления с повышенной теплоотдачей приведет к перегреву дома и искусственному увеличению теплопотерь, а как следствие перерасходу тепла, топлива и материальным затратам.

    Здания современной конструкции, как правило, хорошо утеплены и имеют удельные теплопотери в диапазоне от 50 до 100 Вт/м2 (при высоте потолков до 3 м). Упрощенно мощность котла определяется следующим образом:

МОЩНОСТЬ  КОТЛА (Вт) = ОТАПЛИВАЕМАЯ ПЛОЩАДЬ (м2) х 100 (Вт/м2)

+тепловая  МОЩНОСТЬ ТЕПЛООБМЕННИКА  бассейна (Вт, если  есть)

+тепловая  МОЩНОСТЬ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО  калорифера (Вт, если  есть). 
    Гидравлический расчет определяет сопротивление планируемой системы отопления, диаметры трубопроводов, мощность насоса для циркуляции теплоносителя в системе. Данные расчета позволят запланировать дополнительные устройства, обеспечивающие равномерное распределение тепла между потребителями, таким образом, чтобы иметь возможность полностью использовать их рабочие характеристики.  
    Правильное распределение нагрузок на трубопроводы гарантирует:

• доставку необходимого количества тепла к каждому потребителю, стабилизацию давления в системе, отсутствие гидроударов при закрытии термоклапанов у радиаторов;
• стабильное функционирование системы отопления и как результат экономия ресурса работы котла и расхода топлива.

    Ошибки в расчете гидравлики приводят к увеличению количества устройств для наладки системы отопления (балансировочные клапаны, устройства гидроконтроля). В коммерческом предложении, во избежание ошибки в сторону дефицита мощности системы, завышаются диаметры трубопроводов разводки 1-го этажа или характеристики циркуляционного насоса. При грамотном подходе к проектированию, можно оптимизировать систему отопления по конструктивности и затратам. Не стоит забывать, что окупаемость системы зависит от экономичной эксплуатации. Расчет, выполненный с дефицитом мощности, может привести к переборке котельной или системы отопления в целом. Зачастую о дефиците мощности потребитель узнает только в процессе эксплуатации. При законченной отделке и расстановке мебели в доме, убытки от переделок будут весьма существенными. В фирмах, с профессиональным подходом специалисты, в короткие сроки осуществляют проектирование, по разумной цене. 
    Нужно обладать информацией о системах отопления, которые Вы собираетесь использовать. Рассмотрим различия на примере котельных пунктов.   

    Современные котельные, монтируются на базе одноконтурных отопительных котлов с пассивным водонагревателем накопительного типа.  
    Выбор пассивного водонагревателя обусловлен следующими факторами: