El moderno sistema de control de calefacción permite la implementación de los programas y esquemas más complejos y avanzados para ajustar los modos de funcionamiento del equipo, lograr grandes ahorros de energía y proporcionar control remoto de la calefacción. Nos gustaría considerar la unidad de control de calefacción desde el punto de vista de sus características estructurales y de funcionamiento.
Cómo funciona
El principio de funcionamiento de la unidad de control del sistema de calefacción es muy simple:
Cuando la temperatura exterior desciende, por ejemplo a -20 ° C, la unidad de control de calefacción suministra más calor a las habitaciones, manteniendo así la temperatura interior al nivel requerido, por ejemplo +20 ° C.
Y viceversa.
Cuando la temperatura exterior sube, por ejemplo a + 5 ° C, la unidad de control meteorológico, como también se le llama, entrega menos calor al local.
Por lo tanto, el consumo de calor se reduce y la temperatura en las instalaciones permanece en el nivel que necesitamos, por ejemplo, +20 ° С y no aumenta a +28 ° С, como suele ser el caso durante un calentamiento brusco.
La temperatura no sube a +28 ° С
Y si científicamente, la unidad de control del clima está diseñada para garantizar y mantener la temperatura requerida del refrigerante en la tubería de suministro, dependiendo de la temperatura del aire exterior.
Las principales ventajas de instalar una unidad de control de calefacción automatizada.
Como ya hemos dicho, el objetivo de esta medida de ahorro energético es optimizar el consumo de energía térmica en el edificio, a saber:
- una reducción significativa en el costo de calefacción de edificios y estructuras,
- mejorar la calidad y confiabilidad del suministro de calor,
- regulación automática del suministro de calor a edificios y estructuras,
- la capacidad de controlar de forma remota los parámetros del refrigerante y los modos de funcionamiento del equipo de suministro de calor,
- la capacidad, sin costo adicional, de reconfigurar el funcionamiento del sistema de calefacción, por ejemplo, después de aislar fachadas, reemplazar ventanas, renovar un edificio,
- Automatización del sistema de medición del consumo de energía térmica.
Como muestra la práctica, una unidad de control automatizada (AUU) ahorra entre un 25% y un 37% de energía térmica y proporciona condiciones de vida cómodas en cada habitación.
El dispositivo y el principio de funcionamiento del ascensor.
En el punto de entrada de la tubería de la red de calefacción, generalmente en el sótano, llama la atención un nudo que conecta las tuberías de suministro y retorno. Este es un ascensor, una unidad de mezcla para calentar una casa. El ascensor se fabrica en forma de estructura de hierro fundido o acero equipado con tres bridas. Este es un ascensor de calefacción ordinario, su principio de funcionamiento se basa en las leyes de la física. Dentro del ascensor hay una boquilla, una cámara de recepción, un cuello de mezcla y un difusor. La cámara de recepción está conectada al "retorno" por medio de una brida. El agua sobrecalentada ingresa a la entrada del elevador y fluye hacia la boquilla. Debido al estrechamiento de la boquilla, el caudal aumenta y la presión disminuye (ley de Bernoulli). El agua del "retorno" se aspira al área de presión reducida y se mezcla en la cámara de mezcla del ascensor. El agua reduce la temperatura al nivel deseado y al mismo tiempo disminuye la presión. El ascensor funciona simultáneamente como bomba de circulación y mezclador. Este es, en resumen, el principio de funcionamiento de un ascensor en el sistema de calefacción de un edificio o estructura.
Diagrama de la unidad de calefacción
El ajuste del suministro de refrigerante se realiza mediante las unidades de calefacción del ascensor de la casa. El ascensor es el elemento principal de la unidad de calefacción; necesita correas.El equipo de control es sensible a la contaminación, por lo tanto, los filtros de lodo están incluidos en la tubería, los cuales están conectados al "suministro" y al "retorno".
La moldura del elevador incluye:
- filtros de lodo;
- manómetros (entrada y salida);
- sensores de temperatura (termómetros en la entrada del ascensor, en la salida y en el "retorno");
- válvulas de compuerta (para trabajos preventivos o de emergencia).
Esta es la versión más simple del circuito para ajustar la temperatura del refrigerante, pero a menudo se usa como el dispositivo básico de la unidad de calefacción. La unidad básica para la calefacción de ascensores de cualquier edificio y estructura, proporciona la regulación de la temperatura y la presión del refrigerante en el circuito.
Las ventajas de usarlo para calentar grandes edificios, casas y edificios de gran altura:
- confiabilidad debido a la simplicidad del diseño;
- bajo precio de instalación y componentes;
- no volatilidad absoluta;
- ahorros significativos en el consumo de portadores de calor de hasta un 30%.
Pero en presencia de ventajas indiscutibles de usar un ascensor para sistemas de calefacción, también deben tenerse en cuenta las desventajas de usar este dispositivo:
- el cálculo se realiza individualmente para cada sistema;
- necesita una caída de presión obligatoria en el sistema de calefacción de la instalación;
- si el ascensor no está regulado, no es posible cambiar los parámetros del circuito de calefacción.
Ascensor con ajuste automático
Actualmente, existen diseños de elevadores en los que la sección transversal de la boquilla se puede cambiar con la ayuda de un ajuste electrónico. Dicho elevador tiene un mecanismo que mueve la aguja del acelerador. Cambia el lumen de la boquilla y, como resultado, cambia el caudal del refrigerante. Cambiar el espacio libre cambia la velocidad de movimiento del agua. Como resultado, la proporción de mezcla de agua caliente y agua del "retorno" cambia, cambiando así la temperatura del refrigerante en el "suministro". Ahora está claro por qué se necesita presión de agua en el sistema de calefacción.
El ascensor regula el flujo y la presión del medio de calefacción y su presión impulsa el flujo en el circuito de calefacción.
¿Cuándo es recomendable instalar AUU? Ejemplos y cálculo del período de recuperación.
Consideremos 3 ejemplos de instalación de una unidad de medición y calculemos el período de recuperación de este evento.
Todos los ejemplos son de la vida real y se basan en estudios energéticos que hemos realizado.
Y así, tenemos tres edificios administrativos (oficinas):
- Edificio 1 con una superficie de 1300 m2
- Edificio 2 con una superficie de 4800 m2
- Edificio 3 con una superficie de 18.500 m2
Los tres edificios están ubicados en Moscú.
Estos son los principales resultados de la instalación de una unidad de control del sistema de calefacción:
| Área, m2 | Consumo total de calor para el período de calefacción antes de la instalación del AUU | Consumo total de calor para el período de calefacción posterior a la instalación del AUU | Reducción del consumo de calor Gcal | Costo de Gcal mil rublos. (2018 y.) | Ahorros para el período de calefacción mil rublos. | |
| Edificio No. 1 | 1 300 | 340 | 266 | 74 | 2,0 | 148 |
| Edificio No. 2 | 4 800 | 550 | 418 | 132 | 2,0 | 264 |
| Edificio No. 3 | 18 500 | 4 400 | 3 720 | 680 | 2,0 | 1 360 |
Como se puede ver en la tabla, la instalación de una unidad de control de calefacción ayudó a reducir el consumo de calor durante el período de calefacción al:
- Edificio No. 1 - 74 Gcal,
- Edificio No. 2 - 132 Gcal,
- Edificio No. 3 - 680 Gcal.
Una diferencia tan significativa en la reducción del consumo se debe principalmente a:
- el tamaño de los edificios (área y número de pisos)
- el número de horas de funcionamiento,
- cita.
La siguiente tabla muestra:
- ahorro de calor para el período de calefacción (basado en el costo de 2 mil rublos por Gcal)
- el costo de instalación e instalación de la unidad de control de calefacción y
- periodo de recuperación.
| Ahorros para el período de calefacción mil rublos. | Costo AUU (equipo e instalación) | Período de recuperación simple en años | |
| Edificio No. 1 | 148 | 1 556 | 10,5 |
| Edificio No. 2 | 264 | 1 856 | 7,0 |
| Edificio No. 3 | 1 360 | 2 000 | 1,5 |
La principal conclusión que podemos extraer del cálculo del período de recuperación de la AUU
Es recomendable instalar una unidad de control de calefacción automatizada en edificios con un consumo de energía térmica importante y en edificios con sobrecalentamiento.
En edificios pequeños y edificios con bajo consumo de energía térmica, una unidad de control de calefacción automatizada dará sus frutos durante mucho tiempo o nunca.
En edificios pequeños, es más recomendable revisar las unidades de ascensor o instalarlas, así como instalar un sistema de válvulas de equilibrado en los elevadores principales del sistema de calefacción.
Unidad de control del sistema de calefacción
Un ejemplo de la implementación del esquema 1 AUU
Diagrama esquemático de una unidad de control automatizada con una caída de presión disponible suficiente en la entrada
(P1 - P2> 6 mWC) para temperaturas hasta AUU t = 95-70 ° С
El mundo moderno no ha podido prescindir de tecnologías innovadoras durante mucho tiempo. No hay tecnología o sistema que no utilice soluciones revolucionarias. El sistema de calefacción no es una excepción. Esto se debe al hecho de que se trata de una tecnología bastante significativa, que está diseñada para proporcionar una existencia cómoda.
Por razones obvias, se presta especial atención al diseñar una casa. Desde la antigüedad, las casas se construyeron con una estufa, es decir, primero se erigió una estufa y luego se cubrió de paredes y techo.
Esto se hizo por una razón, por eso tenemos que decir "gracias" a nuestro clima.
Comenzando desde la zona media de nuestro espacioso país y terminando en la lejana Sakhalin, reina una temperatura bastante incómoda la mayor parte del año. La columna del termómetro varía de +30 a -50 grados.
Debido a la resonancia de temperatura bastante compleja, el sistema de calefacción es tan importante como el suministro de electricidad. Anteriormente, un fabricante de estufas competente que sabía cómo hacer la estufa adecuada era valorado al nivel de un herrero. Después de todo, debe calcular correctamente el tamaño de la cámara de combustión, el diámetro de la chimenea, además, la estufa tenía que ser multifuncional:
- se preparó comida en él;
- calentó la habitación;
- calentó el agua;
- sirvió como un pequeño lugar para dormir.
Es por eso que la construcción del horno fue difícil y requirió mucho tiempo. Tenía que tener suficiente tiro para que todos los productos de combustión no entraran en la habitación. Pero con todo esto, tenía que ser económica.
Hoy, en principio, poco ha cambiado. Las principales funciones y requisitos del sistema de calefacción siguen siendo los mismos:
- ahorro;
- Máxima eficiencia;
- multifuncionalidad;
- simplicidad de diseño;
- calidad y durabilidad;
- costos operativos mínimos;
- seguridad.
El fuego sirvió como primera fuente de calor para el hombre. E incluso ahora su relevancia no ha perdido su significado. La forma más primitiva de calentar era hacer un fuego, que brindaba protección contra los depredadores, las bajas temperaturas y servía como fuente de luz.
Además, con el tiempo, la humanidad comenzó a domar el don de Hermes. Aparecieron estufas, generalmente se construían con arcilla y piedras. Posteriormente, con el avance de la tecnología, comenzaron a utilizar ladrillos cerámicos. Y fue entonces cuando apareció el primero.
Los hornos de acero aparecieron mucho más tarde, determinaron la formación de la Edad del Acero. Carbón, leña, turba sirvieron como combustible para las estufas. Con la gasificación de ciudades, hornos de acero. Y durante todo este tiempo, la gente se ha esforzado por mejorar el sistema de calefacción.
¿Por qué es más rentable instalar AUU en edificios con alto consumo de calor?
La unidad de control de calefacción cuesta aproximadamente lo mismo para edificios grandes y pequeños (la diferencia en el costo del equipo y la instalación es del 20% al 30%).
Al mismo tiempo, un edificio grande puede ahorrar entre 5 y 10 veces más energía térmica que un edificio pequeño.
En nuestro ejemplo, vemos:
- La unidad de control de calefacción se amortiza en 10,5 años en el edificio nº 1, con una superficie de 1.300 m2 y un consumo de calor de 340 Gcal antes de la instalación del AUU.
- La misma unidad se amortiza en 1,5 años en el edificio nº 3, con una superficie de 18.500 m2 y consumo de calor antes de la instalación de AUU 4.400 Gcal.
Nuestro análisis y cálculo no son universales.
Solo le brindan una comprensión básica de en qué edificios es más conveniente instalar unidades de control de calefacción automatizadas.
Le recomendamos que calcule la viabilidad y el período de recuperación de la unidad de control de calefacción individualmente para cada edificio, en función de las circunstancias y condiciones específicas.
Cómo es la instalación de una unidad de control de sistema de calefacción automatizado
No hay ningún cambio fundamental en el esquema de suministro de calor de un edificio cuando se instala una unidad de control del sistema de calefacción automatizado (AUU).
A diferencia de las unidades de ascensor instaladas en cada sección de la casa, el AUU se monta, por regla general, uno por edificio.
La conexión de la unidad de control se realiza después de la unidad de medición de energía térmica.
La unidad de control meteorológico incluye los siguientes elementos:
- elemento de control,
- válvula de control con actuador,
- bomba de circulación,
- sensores de temperatura exterior,
- Sensores de temperatura ambiente.
El elemento de control de la unidad de control meteorológico le permite cambiar manualmente la configuración que determina el modo de funcionamiento del sistema de calefacción y le permite mantener diferentes temperaturas en el edificio en diferentes momentos.
Por ejemplo, en edificios de oficinas los fines de semana y festivos, puede reducir la temperatura del aire en el interior a +12 ° C.
De lunes a viernes, la temperatura se puede elevar a +18 ° C.
El diagrama y la vista general de la unidad de control meteorológico automatizado se muestran en las figuras siguientes.
El esquema prevé:
- conmutación automática entre la bomba principal y la de reserva en caso de avería de una de las bombas,
- la posibilidad de introducir un horario flexible para regular la temperatura del aire en el local, teniendo en cuenta el horario nocturno, fines de semana y festivos para toda la temporada de calefacción,
- control obligatorio de la temperatura del portador de calor de retorno,
- manteniendo el horario de temperatura.
La temperatura del sistema de calefacción se controla cambiando el rendimiento de la válvula y agregando agua de calefacción mediante una bomba de circulación.
Durante el funcionamiento, el controlador:
- sondea periódicamente los sensores de temperatura del refrigerante, el sensor de aire interior (si lo hay) y el sensor de aire exterior,
- procesa la información recibida y
- genera señales de control que dan una orden al actuador para abrir o cerrar.
La acción de control del controlador cambia la apertura del área de flujo de la válvula de control.
En ausencia de un sensor de aire interior, la principal prioridad de control es mantener el programa de temperatura.
Características de instalación y verificación.
Cabe señalar de inmediato que la instalación y verificación del funcionamiento de la unidad de ascensor y el sistema de calefacción es prerrogativa de los representantes de la empresa de servicios. Los residentes de la casa tienen estrictamente prohibido hacer esto. Sin embargo, se recomienda conocer el diseño de las unidades de ascensor del sistema de calefacción central.
Durante el diseño y la instalación, se tienen en cuenta las características del portador de calor entrante.
También se tienen en cuenta la ramificación de la red en la casa, la cantidad de dispositivos de calefacción y el régimen de temperatura de funcionamiento. Cualquier unidad de ascensor automático para calefacción consta de dos partes
- Ajustar el caudal de agua caliente entrante, así como medir sus indicadores técnicos: temperatura y presión;
- Directamente la propia unidad de mezcla.
La característica principal es la proporción de mezcla. Esta es la relación entre los volúmenes de agua fría y caliente. Este parámetro es el resultado de cálculos precisos. No puede ser constante, ya que depende de factores externos. La instalación debe realizarse estrictamente de acuerdo con el esquema de la unidad de ascensor del sistema de calefacción. Después de eso, se realiza el ajuste fino.Se recomienda la carga máxima para reducir el error. Por tanto, la temperatura del agua en la tubería de retorno será mínima. Este es un requisito previo para el control preciso de la válvula de compuerta automática.
Después de un cierto período de tiempo, se requieren controles programados del funcionamiento de la unidad de ascensor y del sistema de calefacción en su conjunto. El procedimiento exacto depende del esquema específico. Sin embargo, puede elaborar un plan general, que incluye los siguientes procedimientos obligatorios:
- Verificar la integridad de las tuberías, válvulas y dispositivos, así como el cumplimiento de sus parámetros con los datos del pasaporte;
- Alineación de sensores de temperatura y presión;
- Determinación de pérdidas de presión durante el paso del refrigerante a través de la boquilla;
- Cálculo del coeficiente de desplazamiento. Incluso para el esquema de calefacción más preciso de la unidad de ascensor, los equipos y las tuberías se desgastan con el tiempo. Esta corrección debe tenerse en cuenta al realizar el ajuste.
Después de completar estos trabajos, la unidad de calefacción central del ascensor automático debe sellarse para evitar interferencias no autorizadas.
No utilice esquemas de nodos de ascensor caseros para sistemas de calefacción central. A menudo no tienen en cuenta las características más importantes, que no solo pueden reducir la eficiencia del trabajo, sino también causar una emergencia.
Uso eficaz de estaciones de medición automatizadas
El uso de AUU es más efectivo:
- en grandes edificios con un consumo de calor significativo,
- en casas conectadas a las redes de calefacción de la ciudad,
- en edificios con una caída de presión insuficiente en el sistema de calefacción central y con la instalación obligatoria de bombas de calefacción central,
- en edificios con agua caliente descentralizada y calefacción central.
