Utilizarea Automatelor Programabile Pentru Eficientizarea Unui Punct Termic
Cuprins:
Introducere……………………………………………………………………………..3
Capitolul 1 Automatizarea Centralelor Termice…………………………………………10
1.1.Automatizarea Punctelor Termice………………………………….10
1.1.1.Organizarea ierarhică a sistemului de conducere și supraveghere a
punctelor termice…………………………………………………..10
1.2. .Baza de proiectare…………………………………………………11
Capitolul 2 Principalii indicatori tehnico-economici…………………….….…..29
Capitolul 3 Utilizarea Interfeței EBI………………………………………………………………64
Capitolul 4 Programarea alarmelor folosind Microcontroller PIC16F874…….63
Capitolul 5 Eficientizarea automatizarii Punctelor Termice……………………………86
Bibliografie……………………………………………………………………………93
SISTEMELE CENTRALIZATE DE ALIMENTARE
CU CĂLDURĂ (SACET) DIN ROMÂNIA
Scurtă introducere
Din cele mai vechi timpuri, cea mai simplă metodă de încălzire a fost cea a focului liber de lemne, care transmitea mediului ambiant căldura prin radiație și prin gazele de ardere ce se amestecau cu aerul din încăpere.
Această metodă de încălzire a fost înlocuită mai târziu cu arderea de cărbuni de lemn în vase speciale, însă fără grătare. Dată fiind abundența pădurilor, acest sistem de încălzire a fost destul de larg folosit vreme îndelungată; astfel, în 1970, Parlamentul din Londra se mai încălzea cu vase cu mangal incandescent. Randamentul acestui fel de încălzire era destul de ridicat, căci toata căldura produsă se degaja în încăpere.
O nouă etapă de dezvoltare a tehnicii încălzirii o constituie arderea combustibilului într-un fel de sobe sau cămine primitive, care serveau la prepararea hranei, la început cu eliminarea produselor arderii direct în încăperi, iar mai tarziu (începând cu secolul XI-lea al erei noastre), cu evacuarea produselor arderii în exterior, prin burlane.
Prin îmbunătățirea continuă a acestui sistem a aparut sistemul de încălzire cu canale de aer cald. Sistemul era alcatuit dintr-un focar în care erau așezate blocuri de granit ce se încălzeau pâna la incandescență, dupa care aerul încălzit ce trecea peste aceste blocuri se ridica în mod natural prin diverse canale în încăperile de încălzit. Încălzirea prin acest sistem a pereților și a pardoselilor, care aveau o inerție termică mare, asigura menținerea unei temperaturi corespunzătoare pentru un timp mai îndelungat. Acest sistem a fost folosit pană la sfârșitul secolului trecut.
Către sfârșitul secololui al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea sunt menționate primele instalații de încălzire cu abur (în Rusia și în Germania)
Prima instalație de încălzire centrală cu apă caldă cunoscută (mai comodă pentru locuințe) a fost aceea a arhitectului Bonnemain, la castelul Pecq (1777). După 1830 apar instalații de încălzire cu apă caldă în Rusia în anul 1832, în Anglia 1834, în America în 1877 etc.
Ca etapă superioară a dezvoltării tehnicii instalațiilor de încălzire trebuie privită centralizarea aprovizinării cu căldură și transportul ei la distanță
La început s-a dezvoltat transportul la distanță al aburului de înaltă presiune, apoi al apei supraîncălzite.
În ultimii ani, în dezvoltarea tehnicii încălzirii și ventilării, s-au realizat succese importante, reușind a se asigura menținerea în mod automat a temperaturii, umidității și vitezei aerului, corespunzătoare condițiilor optime de igienă și confort.
La noi în țară, primele instalații de încălzire centrală s-au executat la Teatrul Național din București (clădit în anul 1856) și la Ateneul Român din București (clădit în anul 1888), ambele funcționând cu abur.
– Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
Reducerea consumurilor energetice la consumatorii urbani datorată atât creșterii temperaturilor exterioare ca rezultat al încălzirii globale cât și a debranșărilor, este amplificată și de reabilitările termice apărute la o serie de clădiri colective de locuit și odată cu impunerea realizării certificatelor de performanță enegetică pentru clădirile noi realizate. Lucrarea își propune să prezinte informațiile tehnice și teoretice de utilizare ale sistemelor de control pentru aceste obiective și prelucrarea și evaluarea analitică a datelor achiziționate de la nivel de consumator final.
Lucrarea urmărește identificarea lipsurilor existente actualmente în ceea ce privește echiparea corespunzătoare a sistemelor de alimentare centralizată cu căldură și de asemenea în reglajul termic calitativ sau cantitativ al consumatorilor finali de tipul clădirilor colective, în perspectiva întâmpinării programelor de reabilitare aflate în plina derulare. Totodată se vor face propuneri și recomandări în ceea ce privește eficientizarea funcționării sistemului de alimentare centralizată cu căldură în centrele urbane în acest context. În cadrul lucrării se va prezenta sintetic situația existentă în sistemul de alimentare centralizată cu căldură, identificându-se carențele în ceea ce privește corectitudinea reglajului termic. Totodată se va prezenta prelucrarea și evaluarea analitică a datelor achiziționate la nivel de consumator final, in diferite situații de reabilitare.[1]
Sistemul de termoficare
Generalități
Industria este consumatorul cel mai important de energie la nivelul economiei naționale. Structura industriei,a producției industriale,precum si dinamică acesteia corectează consumul de energie si in mod continuu ținând cont si de evoluțiile tehnologice permanente.
Analiza energetica fiecărei ramuri industriale,pana la nivelul de proces agregat trebuie făcută atât pe seama consumului direct de energie si combustibil cât si a celui indirect aferent producerii de materii prime și materiale ce intra in procesele tehnologice.
Odată stabilite cerințele de energie se pot analiza posibilitățile de acoperire a acestora,prin întocmirea balanței combustibil-energie.
O astfel de analiza înseamnă de fapt determinarea eficienței utilizării combustibilului deci aprecierea economica multilaterală a fiecăreia , ținând seama de limitarea resurselor,chiar în condițiile unor mecanisme de economiei de piață.
Privită ca sistem, termoenergetica este formată din trei subsisteme care cuprind producerea , transportul , distribuția si utilizarea energiei termice. Cele trei subsisteme nu pot fi delimitate exact si tratate individual , deoarece intre ele există legături biunivoce.
Astfel, dacă în instalația de distribuție (sau de consum) se utilizează acumulatori de căldură sau alte instalații pentru preluarea vârfurilor de consum , acesta influențează direct concepția de proiectare și funcționare a instalaților de producere.
In general se poate spune ca primele două subsisteme au rolul de a asigura la locul de consum de energie (sau purtătorii de energie) necesari, in condițiile de siguranță cerute.
Centralele de termoficare urbană
Acestea se pot amplasa în raport cu consumatorul de căldura în una din următoarele situații :
inferioare , amplasate în centrul de greutate al consumatorului ,
periferice , amplasate , la marginea zonei de consum ,
exterioare , amplasate depărtate , în afara zonei de consum .
Amplasarea interioară a centralei de termoficare urbană , în regiunea clădită a orașului , cât mai aproape de zona cu cel mai mare consum termic prezintă următoarele aspecte caracteristice :
evită magistralele de transport de diametre mari și lungi , reducând astfel , invențiile în rețeaua de termoficare precum și pierderile de căldura și presiune la transportul și distribuția energiei termice.
Permite o adaptare mai elastică la dezvoltarea în timp a consumului ,
Face posibila utilizarea pentru fiecare zonă de consum a celui mai adecvat agent termic , avantaj important mai ales dacă centrala de termoficare are caracter mixt. Livrând și cantitatea de căldura pentru acoperirea unor necesitați tehnologice ,
Poate livra energia electrică direct la medie tensiune , evitând astfel pierderile la dubla transformare de tensiune ( ridicare-cădere )
Terenul de amplasare este limitat și scump , ceea ce impune dezvoltarea pe verticală a centralei , reduce posibilitățile de pierdere ulterioara a acestora și pune probleme legate de sursa de răcire și de posibilitatea alimentarii ci combustibil și depozitarii acestuia , în special dacă acesta este un combustibil inferior ,
Necesitatea evitării poluării atmosferei orașelor presupune folosirea de regulă a unui combustibil superior , lichid sau gazos ,
Este posibilă și folosirea combustibililor inferiori sau a deșeurilor menajere , însă este necesară lucrarea unor măsuri de purificare a gazelor de ardere care măresc investitule în centrala de termoficare.
Amplasarea periferică a centralei de termoficare urbană , la distante destul de diferite de centrul de consum , la limita zonei cădite , se caracterizează prin :
îndepărtarea centralelor de zonele urbane aglomerate permite utilizarea combustibililor inferiori , ușurând aducerea cantităților de combustibil necesar , depozitarea acestora și evacuarea zgurii și cenușii care rezultă din procesul de ardere ,
necesită instalații de epurare a gazelor mai puțin costisitoare si evita poluarea atmosferei cu gaze de ardere ,
realizarea ușor invenției specifice mai reduse datorită consumului mai redus al terenului , a dezvoltării centralei pe orizontal și a rezolvării problemelor de alimentare cu apă de răcire și combustibil ,
permite realizarea unor centrale de termoficare mai mari decât în cazul amplasării interiore , dând posibilitatea unor extinderi ulterioare ușoare ,
duce la creșterea investiților în rețeaua de termoficare și a pierderilor de căldura și presiune la transport, efect negativ care este însă compensat de aspectele avantajoase menționate anterior.
Amplasarea exterioară a centralei de termoficare urbane la distanțe mai lungi de limita zonei clădite nu este determinată de considerentele generale care conduc la amplasarea periferică a centralelor de termoficare urbane , suficient pentru scopul urmărit , ci de o serie de considerente speciale lăsate :
Centrala de termoficare are și un consum de căldura industrial , amplasându-se pe platforma industrială sau este asamblată în apropierea sursei de apă de răcire sau de combustibil.
În toate cazurile , dezavantajul distanței mari de transport se amplifică trebuind luate măsuri speciale pentru realizarea transportului agentului termic în cantitatea favorabilă (creșterea parametrilor de transport , utilizarea rețelelor de transport mono tubulare , etc.)
Puncte Termice
Natura agentului termic și parametrii săi (presiune , temperatură ) diferă în general de la rețeaua de transport și distribuție a căldurii , la instalațiile consumatorilor.
Ansamblul instalaților situate la limita între rețeaua de distribuție a căldurii și instalațiile consumatorilor ( rețeaua exterioară de distantă și instalațiile interioare ale consumatorilor ) se numește punct termic ( PT ).
Punctul termic trebuie să satisfacă condițiile de funcționare ale rețelei de distribuție a căldurii cat și ale consumatorilor și să coordoneze parametrii acestora.
Tipul punctelor termice depinde în principal de următorii factori :
natura și mărimea consumatorilor de căldura ,
natura și parametrii agentului termic de transport , fața de agentul termic folosit la consumatori .
sistemul de transport al căldurii și structura acestuia ( număr de conducte , etc.).
Punctele termice pot asigura distribuția căldurii numai pentru un tip de consum ( încălzirea , ventilație , apă calda ), sau pot distribui căldura mai multor tipuri de consumatori , de exemplu încălzire si apă calda.
Astfel , în cazul cel mai general , punctul termic servește la prepararea centralizata a apei calde menajere , la transformarea parametrilor pentru instalația de încălzire a consumatorilor.
Pentru instalațiile de ventilație , schimbătoarele de căldura aferente se amplasează local.
Această depinde în primul rând de modul de racordare al consumatorilor respectivi la rețeaua termică.
In cazul consumatorilor urbani rețeaua de transport și distribuție a căldurii utilizează în general , ca agent termic apa fierbinte cu presiuni ridicate.
Regimul termic nominal al apei în rețeaua de transport este cel mai adesea 150°C pe ducere și 70°C pe întoarcere.
In unele zone mici de consum , se mai utilizează apa fierbinte cu temperatura mai coborâtă ( sub 115°C )[2]
arhitectura statiei de comanda si control
planul de lucru punct termic
capitolul 1
AUTOMATIZAREA CENTRALELOR TERMICE
1. 1. Automatizarea punctelor termice
Studiul actual de automatizare a punctelor termice a atins un nivel ridicat de complexitate prin faptul că rezolvă atât conducerea locală a proceselor din fiecare punct termic, cât și conducerea întregului sistem de puncte termice dintr-o rețea de termoficare.
Sistemul automat de conducere și supraveghere a proceselor dintr-un anumit număr de puncte termice este un sistem distribuit, cu funcții distincte pentru automatizarea proceselor din punctele termice pentru monitorizarea proceselor și supervizarea comenzilor, respectiv pentru citirea automată a contoarelor de energie termică.
Un astfel de sistem complex de conducere a punctelor termice este, de fapt, un sistem SCADA (Supervizory Control and Data Acquisition), care este format din două parți principale:
a) Reglarea temperaturilor de lucru din punctul termic;
b) Monitorizarea și conducerea operativă a punctului termic împreună cu citirea automată a contoarelor montate la scările de bloc aferente punctului termic.
Funcționarea în condiții optime a unui punct termic și a unei rețele urbane de termoficare presupune urmărirea și corectarea în timp real a principalilor parametri: debite, presiuni, temperaturi, cantități de căldură etc.[3]
Rezultatul exploatării unui astfel de sistem de conducere și supraveghere a punctelor termice constă în gestionarea mai eficientă a resurselor, a consumurilor energetice și a producției la nivelul punctului termic, lucru simplu și rapid cu clienții abonați (facturare automată).
Organizarea ierarhică a sistemului de conducere și supraveghere a punctelor termic
Organizarea ierarhică a sistemului de conducere și supraveghere a punctelor termice
Sistemul de conducere și supraveghere a punctelor termice este organizat ierarhic pe trei niveluri:
a) Primul nivel este constituit din elemente primare care interacționează cu procesul. Acestea permit automatizarea locală a procesului, cât și preluarea și măsurarea mărimilor de interes din proces.
Componentele sistemului amplasate la acest nivel sunt următoarele:
– Traductoarele de temperatură, presiune nivel și alte elemente de măsurare/detectare;
– Elementele primare de execuție, cum ar fi pompe de circulație, de recirculație, de ridicare a presiunii, robinete de reglare cu două sau trei căi;
– Contoarele de energie termică montate pe intrarea, respectiv pe ieșirile punctului termic.
b) Al doilea nivel ierarhic cuprinde echipamentele de conducere automată locală a punctului termic și de achiziție a datelor din punctul termic.
La acest nivel se deosebesc două tipuri de echipamente:
– Controler specializat (CS) pentru procese termice care implementează algoritmii numerici de reglare și logică de comandă combinațională și secvențială;
– Echipamentul de achiziție a datelor (EAD) din punctul termic.
Tot aici are loc și gestionarea și centralizarea automată a datelor în vederea transmiterii la distanța către dispecerul de zonă.
c) Al treilea nivel ierarhic este reprezentat de dispecerul de zonă, prevăzut cu mai multe calculatoare PC, unde se vor concentra toate informațiile solicitate de la fiecare punct termic.[4] Controler specializat (CS) pentru procese termice care implementează algoritmii numerici de reglare și logică de comandă combinațională și secvențială 123 4 5
figurile 1,2,3,4,5…panou automatizare Willo exterior și interior
Echipamentele pentru controlul automat al funcționării punctului termic
Instalațiile tratate cuprind:
Echipamentele necesare implementării sistemului de automatizare
Lucrările și materialele necesare
1.2.Baza de proiectare
Normele metodologice privind conținutul cadru al proiectelor – pe faze de proiectare al documentelor de licitațtie, al ofertelor și al contractelor pentru execuția investițiilor publice, anexa la Ordinul nr. 784/34/N al ministrului de stat, Ministrului Finanțelor și al Ministrului Lucrărilor Publice și al Amenajării Teritoriului
Teme tehnologice
Date generale
Instalațiile electrice sunt proiectate pentru Un=380/220Vac 50Hz
Instalațiile se încadrează în :
Categoria D – pericol de incendiu
Categoria U2+CE a mediului ambiant
Categoria de electrocutare – periculos
Categoria de exploatare: 3, conf. STAS 6692/83
Temperatura ambiantă: +5°C – +40°C
Protecția mecanică a echipamentelor: min. IP43
Soluția proiectată
Punctul termic se va repara, înlocuindu-se schimbătoarele vechi cu schimbătoare în plăci performante. Structura grupurilor existente nu se va modifica. Se vor monta echipamente de automatizare care să asigure reglarea temperaturii pe secundarul schimbătoarelor de căldură, respectiv pe vasele de acumulare a apei calde menajere.
Se va realiza, de asemenea, contorizarea și centralizarea datelor de la contoare pentru fiecare grup și pentru consumul general al punctului termic.
Se vor monta câte două ventile cu două căi în paralel, pentru a putea realiza un reglaj fin și în cazul sarcinilor scăzute la consumator, în scopul reducerii consumului energetic.
Echipamentul de automatizare constă într-un automat programabil (controler) cu module de intrări și ieșiri digitale și analogice, pentru comanda elementelor de câmp în funcție de valorile senzorilor. Aceste module vor avea structură distribuită, cu comunicație LON între module, astfel încât structura să se poată extinde oricând și spre alte locații. Controlerul va comunica pe protocol LON cu modulele distribuite.
Controlerul de automatizare trebuie să îndeplinească toate funcțiile necesare funcționării automate a punctului termic. Controlerul va trebui să comande ventilele cu două căi în scopul realizării temperaturii dorite pe ramurile de încălzire și a temperaturii apei calde menajere. Controlerul va fi dotat cu programe de timp pentru funcționarea diferitelor circuite.
Furnizorul de echipamente de automatizare va proiecta și va realiza toate interconexiunile și intercondiționările cu tablourile de forță existente, pentru comanda pompelor și citirea stărilor de funcționare ale acestora.
Controlerul va comunica cu modulele pe protocol LON. Comunicația între controlerul de automatizare și dispecer va fi de tip Ethernet, protocol TCP/IP.
Funcțiile îndeplinite de către software sunt descrise în caietul de sarcini pentru procurarea echipamentelor sistemului de dispecerizare.
Controlerul va trebui să fie integrat în structura de dispecerat de instalații existentă. El va trebui să poată fi operat și monitorizat în întregime de la postul dispecer, neacceptându-se soluții cu transmisie parțială de parametri. Obligația integrării controlerului în dispeceratul existent îi revine în întregime furnizorului de echipamente.
Punctul termic este racordat la sistemul de termoficare al Municipiului București. Acest punct termic alimentează cu agent termic secundar pentru încălzire cu corpuri statice, agent secundar pentru sistemul de ventilare/climatizare și cu apă caldă de consum clădirea.
. Punctul termic are capacitatea termică instalată corespunzătoare necesarului termic solicitat de cosumatorii actuali, dar funcționează cu eficiență redusă, datorită echipamentelor existente, care prezintă uzura fizică și morală avansată .
Punctul termic este echipat cu utilaje de producție indigenă, la nivelul tehnic al anului de montaj (schimbătoare de căldură tubulare tip IPB, pompe AN monoetajate, vase de expansiune deschise ).
Echipamentele tehnice din dotare au suferit în timp o serie de reparații curente și înlocuiri parțiale de componente.
Din cauza vechimii în utilizare, echipamentele nu mai asigură parametrii optimi ai instalațiilor (temperatură, debit și presiune).
Capacitatea punctului termic este de peste 31 Gcal/h și este structurat (pe circuitele agenților termici secundari) pe 8 grupuri cu capacități cuprinse între 1 și 8 Gcal/h .
.
Descrierea soluției de optimizare
Înlocuirea schimbătoarelor de încălzire tubulare cu schimbătoare de caldură cu plăci din oțel inox care au coeficient de schimb de caldură ridicat și care pot fi reparate ușor prin înlocuirea plăcilor și a garniturilor, precum și mărirea capacității termice a acestora prin adăugarea de plăci suplimentare.
Se va menține același număr de schimbătoare existente în prezent pe fiecare grup de capacitate.
Soluția prezintă următoarele avantaje:
coeficient de schimb de căldură ridicat ( k = 3600 – 4400 kcal/mp h 0C față de 1100 – 1300 kcal/mp h 0C la schimbătoarele tubulare
gabarit și masă redusă;
plăci realizate din oțel inox cu durată mare de viață;
diferență mică de temperatură între cele două fluide;
suprafața de schimb de căldură poate fi ușor modificată;
repararea este ușoara prin înlocuirea plăcilor și garniturilor;
pierderile de căldură în mediul ambiant sunt scăzute.
Schimbătoarele de căldură cu plăci s-au prevăzut cu următoarele elemente:
robinete de izolare pe intrarea și ieșirea ambelor fluide de lucru;
robinete la partea inferioară, pe ambele circuite, necesare golirii circuitelor în caz de intervenție;
robinete la partea superioară, pe ambele circuite, necesare aerisirii circuitelor schimbătoarelor de căldură;
manometre pe intrarea și ieșirea ambelor fluide de lucru, pentru urmărirea căderilor de presiune pe circuite, căderi de presiune care vor indica starea de colmatare a schimbătoarelor de căldură;
Pentru siguranță în funcționare a instalației de încălzire, fiecare schimbător de căldură pentru încălzire este prevăzut cu supape de siguranță pe circuitul secundar – tur și este racordat prin conducte de expansiune la sistemul de expansiune. Schimbătoarele de căldură se amplasează pe un schelet metalic evitându-se astfel degradarea lor ca urmare a unor eventuale inundări ale punctului termic.
Amplasarea schimbătoarelor cu plăci pentru încălzire se face conform planurilor din prezentul proiect.
Asigurarea instalației de încălzire
Asigurarea instalației de încălzire cu apă caldă, respectiv preluarea dilatării și asigurarea adaosului în circuitul de încălzire al fiecarui grup se va realiza cu un modul de expansiune
modulele de expansiune vor asigura separarea celor doua medii , respectiv apa / aer, separare care să nu permită dizolvarea aerului în apă , astfel încât funcționarea sistemului secundar de încălzire să fie fără coroziuni și fără pierderi de agent termic;
modulele de expansiune urmează să asigure și completarea din rețeaua de apă rece cu apa de adaos a sistemului secundar de încălzire prin intermediul pompelor de adaos. Apa de adaos va fi în prealabil dedurizată prin intermediul stațiilor de dedurizare existente, care se mențin.
modulele de expansiune/adaos circuit încălzire asigură presiunea minimă care să nu permită scăderea nivelului apei sub punctul cel mai înalt (să nu apară pericolul golirii instalației în punctele mai înalte).
Componente modul expansiune / adaos:
rezervor de apă tratată – asigură preluarea volumului de apă rezultat din dilatarea apei în circuitul de încălzire și stocarea apei de adaos;
pompe apă adaos;
vane deversoare – asigură deschiderea și trecerea apei către rezervorul de apă adaos dacă presiunea va crește în instalația de încălzire, depășindu-se presiunea maximă admisibilă;
ventil electromagnetic alimentare cu apă rezervor de apă tratată – asigură umplerea automată a rezervorului de stocare a apei de adaos;
elemente de comandă și automatizare:
presostat – asigură intrarea (ieșirea) automată a pompei de apă adaos
la scăderea (creșterea) presiunii în rețeaua de încălzire sub (peste) valoarea admisibilă;
senzori de nivel: – comandă robinetul electromagnetic pentru umplerea automată a rezervorului de apă adaos;
– semnalizează lipsa apei și oprirea modulului de expansiune / adaos;
Cei doi senzori de nivel (plutitori) se vor monta astfel:
plutitorul pentru protecția pompelor la lipsa apă se va monta la partea inferioară a rezervorului (circa 20 – 25 cm deasupra racordului spre aspirația pompelor);
plutitorul de comandă al ventilului electromagnetic de umplere se va monta astfel încât să asigure umplerea rezervorului la 75% din volum și cu o înălțime între pornire și oprire de aproximativ 25 – 50 cm, în funcție de volumul vasului;
vas tampon cu membrană – pentru compensarea compresibilității;
robinete de separare;
filtru alimentare apă;
clapete de sens;
manometre;
conducte de legătură între elementele componente și pentru racordarea la instalație;
tablou electric de comandă și control care conține întrerupătorul general, circuite de forță, comandă și semnalizare pompe apă de adaos circuit încălzire, circuite pentru alimentarea automată și controlul nivelului în rezervorul de stocare apă de adaos;
Funcțiile modulului de expansiune / adaos instalație încălzire:
asigură, automat, preluarea excendentului de apă rezultat din dilatare în circuitul de încălzire;
asigură protecția la suprapresiune în circuitul de încălzire;
asigură recuperarea apei tratate deversate din sistemul de încălzire la expansiune;
asigură, sub control automatizat, menținerea presiunii minime din circuitul de încălzire și adaosul / umplerea cu apă tratată a acestui circuit;
asigură măsurarea presiunii pe toate circuitele
Funcționarea modulului de expansiune / adaos în cadrul instalației de încălzire:
odată cu creșterea temperaturii apei calde din sistemul de încălzire, se produce dilatarea acesteia, realizându-se și creșterea presiunii;
În momentul în care presiunea depășește valoarea pentru care au fost reglate vanele deversoare, acestea se deschid și lasă să treacă fluidul în rezervorul de stocare apă până când presiunea atinge valoarea maximă fixată de proiectant.
odată cu scăderea temperaturii apei calde, ca urmare a diminuării nevoilor de căldură sau la oprirea funcționării instalației de încălzire, presiunea scade datorită scăderii volumului apei;
În momentul în care presiunea atinge valoarea minimă admisă, este pusă în funcțiune pompa de adaos care funcționează până când presiunea atinge valoarea maximă.
Circulatia agentilor termici secundari
Instalațiile interioare de încălzire sunt structurate pe două zone de presiune, funcție de înălțimea geodezică a clădirilor deservite :
– Pn = 6 bar pentru Hg = 47,5 m.
– Pn = 11 bar pentru Hg = 98,0 m.
Circulația agenților termici secundari este asigurată de:
Pompele de circulație pentru încălzire
Pompele de circulație agent termic încălzire sunt pompe cu presiunea controlată electronic, cu convertizor de frecvență integrat.
Soluția adoptată pentru reglarea pompelor de circulație a agentului termic de încălzire este aceea de reglare a turației pompelor la presiune diferențială constantă.
Valoarea măsurată continuu a presiunii diferențiale va fi menținută constantă la valoarea programată.
Orice reducere a debitului agentului termic de încălzire în instalație, realizată prin închiderea organelor de reglaj (robinetele termostatice de la corpurile de încălzire) va determina reducerea puterii pompei prin reducerea turației astfel încât aceasta să realizeze debitul cerut și să mențină înălțimea de pompare.
Se obține o reducere importantă a consumului energiei electrice pentru pompele de circulație agent termic încălzire.
Pompele de circulație a agentului termic pentru încălzire s-au prevăzut cu:
racorduri cu flanșe de conectare rotunde;
robinete de izolare pe conductele de aspirație și refulare a fiecărei pompe pentru presiune nominală Pn=16 bar;
clapete de reținere pe conductele de refulare a fiecărei pompe pentru Pn=16 bar, pentru a nu permite circulația inversă prin pompele care nu funcționează;
filtre de impurități pe aspirația fiecărei pompe;
manometre pe coloana de aspirație și refulare a pompelor;
Pompe de ridicarea presiunii apei reci
Pentru asigurarea Hnec la consumatori s-a prevăzut un grup automat de pompare a apei reci, cu turatie variabilă.
Revizuirea sistemului de preparare apă caldă de consum
Apa caldă de consum este preparată în prezent pe două zone de presiune, respectiv, zona I și zona II de presiune, zone care se vor menține și după înlocuirea echipamentelor existente.
Grupul de preparare a.c.c. zona II se va dimensiona pentru un debit de 50 m3/h , în loc de 25 m3/h a.c.c. , capacitatea din prezent.
Fiecare grup de preparare a apei calde de consum va avea și posibilitatea acumulării apei calde de consum prin recondiționarea boilerelor existente (2 buc/grup) și transformarea acestora în rezervoare de acumulare a.c.c. și integrarea lor în sistemul de preparare apă caldă de consum.
Pompa de recirculare a.c.c.
Se prevede câte o singură pompă de recirculație IN LINE pentru fiecare circuit.
Conducte
Conductele existente din punctul termic se înlocuiesc cu altele noi, astfel:
conductele de agent termic primar ( 16 bar) , sunt țevi din oțel OLT 35 K II , laminate conform SR EN 10216-2(STAS 404/3-87 modificat) sau ST 35.8(sau superior), DIN 2448
– conductele de agent termic secundar încălzire din țevi de oțel OLT 35 STAS 8183/80 laminate, conform SR 404-1/A1-2001 sau ST 35.0 (sau mai bun) DIN 2458.
– conductele de apa rece si apa calda de consum din tevi sudate longitudinal, zincate STAS 7656/90 până la 4”;
Conductele principale de distribuție având diametre mari se montează pe cât posibil pe traseele vechi pentru a se putea folosi elementele de susținere existente.
Armături și aparate de măsură și control
Fiecare schimbător este dotat cu termometre și manometre pe ambele circuite (la intrare și ieșire), cu manometre pe circuitul primar, și pe circuitul secundar.
De asemenea s-au prevăzut aparate de măsură pentru temperatura și presiune la distribuitoare, colectoare, filtre și pe racordul de agent termic primar la intrarea în punctul termic.
Armăturile prevăzute în punctul termic pe ambele circuite, respectiv circuit primar și secundar sunt de tipul robinetelor cu obturator sferic pentru presiuni corespunzătoare circuitelor pe care sunt montate (Pn 16 circuit primar si Pn 6, respectiv Pn 11 circuit secundar).
Termometrele sunt de tipul cu scală rotundă.
Domeniile de presiuni pentru manometre este de 0 – 10 bar si 0 – 16 bar.
Domeniul de măsură pentru termometre este cuprins între 0 – 1000 C si 0 – 1500 C.
Filtre de impurități
Pentru evitarea colmatării schimbătoarelor de căldură cu plăci este obligatorie montarea filtrelor de impurități tip “Y” care au rolul de a reține impuritățile din agenții termici primar și secundar, apa rece, și recirculare a.c.c.
Filtrele de impurități pentru conductele de apă rece și de recirculație a.c.m. sunt cuprinse în buclele de contorizare.
Filtrele se vor monta încadrate de vane de inchidere cu scopul de a le izola și a permite curățirea acestora.
De asemenea filtrele vor fi prevăzute cu manometre, pentru verificarea gradului de murdărire (încărcare) a filtrului.
Probe
După montarea instalațiilor noi, se va executa spălarea acestora atât pe circuitul primar cât și pe circuitul secundar. Este necesar ca in timpul executării acestor operații schimbătoarele cu plăci să se blindeze pentru a împiedica obturarea lor.
După spălarea și curățirea conductelor și aparatelor se vor executa probele de presiune și funcționare.
Proba de etanșeitate la rece se face în scopul verificării rezistenței mecanice și a etanșeității elementelor instalației.
Proba la rece se va efectua, separat pe fiecare agent termic la valoarea de 1,5 Pn.
Pentru acest scop se vor închide armăturile care limitează probele în punctul termic.
Proba la cald are drept scop verificarea etanșeității și a modului de comportare la dilatare și contractare a circulației agentului termic la temperatura cea mai înaltă de funcționare a instalației.
Izolații termice
După terminarea probelor se vor efectua lucrările de finisaj respectiv grunduirea conductelor (circuit primar și secundar încălzire) cu grund roșu tip G735-4 și un strat de email tip E 875-2. și izolarea termică.
Izolarea termică a conductelor se va efectua, numai după curățirea și protejarea lor cu straturi anticorozive , cu cochilii din vată minerală necașerată și protejate cu tabla de aluminiu – gr. 0,3 mm – după cum urmează:
cu grosimea de 40 mm pentru conductele de tur agent primar și tur agent termic secundar și apă caldă menajeră;
cu grosimea de 30 mm pentru conductele de retur agent termic primar, tur/ retur agent termic secundar , apă caldă de consum și recirculare a.c.c..
La montarea izolațiilor se vor avea în vedere normele SR EN ISO 9346.
Automatizarea instalației
Pentru o funcționare optimă a P.T. se realizează un sistem de automatizare care va urmări reglarea parametrilor de debit și temperatură, agent primar în funcție de temperatura exterioară și de temperatura apei calde menajere (detalii în proiectul de specialitate – Instalații de automatizare).
Contorizarea următoarelor circuite:
agent termic primar punct termic
agent termic primar pe fiecare ramură de distribuție
agent termic primar pe fiecare grup de capacități termice
agent termic primar preparare apă caldă menajeră pe fiecare zonă de presiune
apa de adaos
Contorul este compus din:
– bloc electronic de calcul (integrator) – prevăzut cu: intrări de la termorezistențe cu montaj în patru fire; intrare de la debitmetru cu montaj în două fire; afisaj digital al cantității de căldură (pentru contorizare pe tur) alimentat de la baterie încorporată, cu durata de funcționare de 10 ani; modul de transmitere la distanța M – BUS a valorilor instantanee de temperatura și a valorilor instantanee și totale ( cumulate ) de debit;
– traductor de debit (debitmetru), cu traductor de impulsuri încorporat
– traductor de temperatura ( 2 termorezistente ), cu cablu .
Punctul termic are capacitatea termică instalată corespunzătoare necesarului termic solicitat de cosumatorii actuali, dar funcționează cu eficiență redusă, din cauza echipamentelor existente, care prezintă uzură fizică și morală avansată .
Punctul termic este echipat cu utilaje de producție indigenă, la nivelul tehnic al anului de montaj (schimbătoare de căldură tubulare tip IPB, pompe AN monoetajate, vase de expansiune deschise).
Echipamentele tehnice din dotare au suferit în timp o serie de reparații curente și înlocuiri parțiale de componente.
Din cauza vechimii în utilizare, echipamentele nu mai asigură parametrii optimi ai instalațiilor (temperatură, debit și presiune).
Capacitatea punctului termic este de peste 31 Gcal/h și este structurat (pe circuitele agenților termici secundari) pe 8 grupuri cu capacități cuprinse între 1 si 8 Gcal/h.
Capacitatea termică a punctului termic se va menține la valoarea capacității termice instalate în prezent în acest punct termic adaptându-se la configurarea actuală a spațiilor.
Soluția propusă
Se va menține structura pe grupuri de capacități a punctului termic, soluția tehnică prevede realizarea unor module termice la capacitățile corespunzatoare fiecărui grup, pentru ca lucrările să se poată executa într-un termen mult mai scurt (circa 5 luni), realizându-se totodată și resistematizarea spațiilor.
Modulele termice se propun a se livra în subansamble, preasamblate de către furnizor, urmând ca pe teren să fie racordate la:
Rețeaua de agent primar
Conductele principale de distribuție a agentului termic secundar încălzire și ventilare
Conductele de apă rece
Sursa de energie electrică 380/220 V, 50 Hz
Rețeaua de transmitere date către dispecerat
Schemele de principiu ale modulelor termice vor fi structurate funcție de destinația modulelor, respectv:
preparea agentului termic secundar pentru încălzirea cu corpuri statice și pentru sistemul de ventilare/climatizare
preparare apă caldă de consum cu acumulare.
Soluția de optimizare constă în :
Înlocuirea schimbătoarelor de încălzire tubulare cu schimbătoare de căldură cu plăci din oțel inox cu coeficient de schimb de căldură ridicat și care să poată fi reparate ușor prin înlocuirea plăcilor și a garniturilor, precum și mărirea capacității termice a acestora prin adăugarea de plăci suplimentare.
Se va menține același număr de schimbătoare existente în prezent pe fiecare grup de capacitate.
Înlocuirea pompelor aferente circuitelor secundare respective cu pompe echipate cu convertizoare de frecvență .
pompele existente se vor înlocui cu pompe noi, cu randamente performante, cu fiabilitate crescută, cu consumuri reduse de energie electrică și nivel redus de zgomot
pompele noi vor asigura permanent parametrii de debit și presiune controlați de instalația de automatizare
amplasarea pompelor se va face pe fundațiile existente
se va menține numărul de pompe existente (circulație agent termic încălzire, agent termic pentru instalația de ventilare, circulație apă rece pentru preparare apă caldă de consum, recirculare a.c.c.)
pompele de adaos vor fi parte componentă a sistemelor de expansiune
acționarea se va realiza în regim de turație variabilă (cu convertizor de frecvență pe fiecare pompă) pentru:
• pompele de ridicarea presiunii a.c.c.
• pompele de circulație încălzire și ale sistemului de ventilare. Aceste pompe vor fi alese astfel încât în soluția nouă să asigure o înălțime de pompare de 30 mCA
– acționarea tuturor pompelor va fi conectabilă cu un sistem EAD (echipament achiziție date ) și prevazută cu comandă locală și de la distanță (dispecer).
Înlocuirea sistemelor de siguranță în funcționare și racordarea stațiilor de dedurizare la aceste sisteme
prevederea de module automate de expansiune, care să asigure protecția sistemului secundar de încălzire împotriva creșterii presiunii și a temperaturii peste limitele admise;
modulele de expansiune vor asigura separarea celor două medii, respective apa / aer, separare care să nu permită dizolvarea aerului în apă, astfel încât funcționarea sistemului secundar de încălzire să fie fără coroziuni și fără pierderi de agent termic;
modulele de expansiune urmează să asigure și completarea din rețeaua de apă rece cu apă de adaos a sistemului secundar de încălzire prin intermediul pompelor de adaos. Apa de adaos va fi în prealabil dedurizată prin intermediul stațiilor de dedurizare existente, care se mențin.
Revizuirea sistemului de preparare apă caldă de consum
Apa caldă de consum este preparată în prezent pe două zone de presiune, respectiv, zona I și zona II de presiune, zone care se vor menține și după înlocuirea echipamentelor existente.
Grupul de preparare a.c.c. zona II se va dimensiona pentru un debit de 50 m3/h , în loc de 25 m3/h a.c.c. , capacitatea din prezent.
Fiecare grup de preparare a apei calde de consum va avea și posibilitatea acumulării apei calde de consum prin recondiționarea boilerelor existente (2 buc/grup) și transformarea acestora în rezervoare de acumulare a.c.c. și integrarea lor în sistemul de preparare apă caldă de consum.
Realizarea de sisteme de automatizare, care să asigure reglarea parametrilor de temperatură a agenților termici secundari (încalzire, ventilare, a.c.m.) Se va avea în vedere instalarea echipamentelor de automatizare și control cu posibilitatea transmiterii parametrilor la un dispecerat de exploatare.
se va considera că parametrii rețelei primare asigură cerințele de bună funcționare a acestuia (presiune, debit, temperatură)
instalația de automatizare va prevedea reglaje specializate pentru asigurarea temperaturilor apei calde de consum și ale agentului termic pentru încălzire precum și pentru asigurarea debitului de agent primar
se va prevedea aparatura necesară măsuratorilor transmise la distanță (presiuni, temperaturi, contorizări debite și energie,etc.)
– se vor evidenția funcțiile pe care instalația de automatizare urmează să le asigure (inclusiv parametrii tehnologici și electrici, reglările, stările utilajelor) ce vor fi transmise / preluate la / de la un echipament de achiziție de date (EAD).
Contorizarea următoarelor circuite:
– agent termic primar punct termic
– agent termic primar pe fiecare grup de capacități termice
– agent termic primar preparare apă caldă menajeră pe fiecare zonp de presiune
– apa de adaos
Conducte, vane și filtre de impurități
Conducte
– Toate conductele de legătură (agent termic primar și secundar) ale echipamentelor noi prevăzute, respectiv racordarea schimbătoarelor de căldură și a pompelor de circulație, la distribuitoarele / colectoarele existente se vor înlocui cu conducte noi, menținându-se traseele și diametrele existente în prezent.
– Toate conductele aferente circuitelor de agenți termici secundari ale grupurilor de preparare apă caldă de consum, respectiv apă rece, apă caldă de consum și recirculare a.c.c, se vor înlocui cu conducte noi, menținându-se traseele și diametrele existente în prezent.
Vane și filtre de impurități
Vanele noi prevăzute în punctul termic atât pe circuitele agenților termici primari și secundari vor fi de tipul vanelor cu obturator sferic cu flanșe, sfera din oțel inox, și sistem de etanșare cu teflon. Pentru diametre egale sau mai mari de 200 mm vor fi prevăzute cu acționare cu reductor.
Vanele cu obturator sferic urmează a se monta pe:
toate traseele conductelor noi prevăzute
conductele tur/ retur agent termic primar la intrarea în punctul termic
conductele de distribuție tur/ retur agent termic primar țn punctul termic
conductele tur/ retur agent termic primar de alimentare a fiecarui grup de capacitate din punctul termic.
Filtrele de impurități se vor prevedea pe:
conducta agent termic tur primar la intrarea în punctul termic
conducta agent termic secundar retur / fiecare grup de capacitate
conducta de recirculare a.c.c. / fiecare grup de preparare a.c.c.
conducta apa rece / fiecare zonă de presiune
buclele de contorizare, dacă este condiție impusă de furnizorul de echipamente
Adaptarea instalațiilor electice existente la soluția tehnologică nouă.
se vor analiza modificările necesare pentru readaptarea tablourilor electrice;
adaptarea circuitelor electrice în concordanță cu noile puteri instalate;
Scopul lucrării:
îmbunătățirea confortului termic la consumatorii deserviți
utilizarea eficientă a energiei termice prin mărirea randamentelor echipamentelor și eliminarea pierderilor.
reducerea consumurilor de energie electrică
reducerea costurilor prin reducerea cheltuielilor de reparații
eficientizarea întregii activități prin reducerea cheltuielilor de exploatare – mentenanță
impact favorabil asupra mediului datorită economiilor de energie termică și de energie electrică obținute la sursă prin realizarea lucrărilor de reparații capitale ale PT-ului.
Optimizarea respectivelor instalații va asigura următoarele exigențe minime de calitate:
Rezistență și stabilitate
Conductele de agent termic pentru încălzire sunt țevi fără sudură din OL 35 STAS 404/1/98 și 404/3/87.
Instalația de apă rece, apă caldă de consum și recirculație se execută din țevi de OL zincat STAS 7656/90
Conductele și armăturile se încearcă la presiune în funcție de presiunea nominală a instalației, Pn, și anume 1,5 Pn.
Rezistența mecanică a conductelor este asigurată de configurația rețelei de conducte care permite o dilatare termică normală și de poziționarea suporților.
Usurința de intervenție pentru manevrare, control, întreținere și reparații la instalații este realizată prin prevederea spațiilor necesare între utilaje, respectiv între acestea și elementele de construcție.
Protecția antiseismică se asigură prin fixarea utilajelor pe suporți și prin asigurarea contra răsturnării, existența ghidajelor laterale la suporturile mobile, montarea manșoanelor de protecție la trecerea conductelor prin ziduri.
Siguranță în exploatare
Pentru siguranță în exploatare toate utilajele și materialele utilizate vor avea caracteristicile și toleranțele prevăzute în standardele de stat sau în prescripțiile tehnice ale producătorilor.
Utilajele trebuie însoțite de:
Certificat de calitate al furnizorului
Fișele tehnice de detaliu conținând caracteristicile tehnice ale produsului, durata de viață în exploatare în care se mențin aceste caracteristici, instrucțiuni de montare, probare, întreținere, exploatare
Certificat de garanție indicând perioada de timp în care se asigură realizarea caracteristicilor
Certificat de atestare a performanțelor emis de către institute de specialitate.
Elementele de instalație care fac obiectul instrucțiunilor tehnice ISCIR trebuie să corespundă și prevederilor acestora, iar cele care sunt supuse condițiilor de omologare ale Biroului Român de Metrologie Legală să fie însoțite de certificatele de atestare.
Pentru asigurarea consumatorului împotriva întreruperilor accidentale ale furnizării căldurii sunt prevăzute, pentru pompe, câte o unitate de rezervă.
Pentru protecția utilizatorilor, schimbătoarele de căldură cu plăci se vor izola termic și vor fi prevăzute și cu masca de protecție.
Instalația electrică se execută conform ghidului de performanță pentru instalații electrice.
În proiect sunt prevăzute dispozitive de limitare a presiunii, conform regimului de funcționare: supape de siguranță, modul de expansiune, instalații de semnalizare și avertizare.
Temperatura limită a apei maxim admisă în circuitul a.c.m. și în circuitul încălzire este controlată de instalația de automatizare.
Siguranță la foc
Conform normativ I 13 – 2002 și normativ P 118/99 punctul termic se încadrează în categoria D de pericol de incendiu.
Punctul termic se dotează cu mijloace de primă necesitate de intervenție pentru stingerea incendiilor, în conformitate cu reglementările tehnice în vigoare.
Igiena, sănătatea oamenilor și protecția mediului
Finisajele interioare permit curățarea cu solvenți și detergenți a elementelor de construcții.
Utilajele din punctul termic sunt noi, cu performanțe ridicate și aduc un plus de confort.
Apa caldă de consum are temperatura minimă reglata peste 450 C prevenind astfel dezvoltarea bacteriei infecțioase (Legionella).
Protecția termică, hidrofugă și economia de energie
Agregatele și conductele instalațiilor de încălzire și preparare apă caldă menajeră se izolează termic conform Normativului I 13/2002.
Toate conductele și utilajele sunt protejate împotriva coroziunii printr-un strat de bază anticoroziv.
Automatizarea PT și contorizarea consumurilor de energie conduce la o economie de energie.
PRINCIPALII INDICATORI TEHNICO-ECONOMICI
-Valoarea totala 4.434.919,00 lei 1.328.098,00 €uro
din care:
– Constructii montaj 1.995.474,00 lei 597.572,24 €uro
Esalonarea investitiei (Inv / (C + M )
– Anul I 4.434.919,00 lei / 1.995.474,00 lei
Instrumentele flexibile de dimensionare pentru un punct căldură și echipamente de reglare acoperă:
• Diversele tipuri de aplicații și de puncte termice
• Dimensionarea și selecția echipamentelor punctului termic
• Simularea și dimensionarea schimbătorului de căldură
• Componentele și echipamentele principale
ANALIZA SWOT – SECTORUL ENERGIE TERMICA
CAPITOLUL 2
In continuare va vom prezenta principalii indicatori tehnico-economici plecind de la situatia existenta si costurile preconizate la care vom ajunge
Situatia existenta :
Costul de productie al gigacaloriei:
Costul actual = 167.85 lei / Gcal
Rentabilitatea= 7 lei / Gcal
Cost total = 174.85 lei / Gcal
2.Volum anual al energiei transportate:
Iarna = 32.5 Gcal / h x 187 zile x 24 h = 145.860 Gcal / an
Vara = 2 Gcal / h x 158 zile x 17 h = 5.372 Gcal / an
Total = 151.232 Gcal / an
3.Cost anual de productie si distributie
151.232 Gcal / an x 167.85 lei / Gcal = 25.384.291 lei / an
4. Profit brut :
– venit anual 174.85 x 151.232 = 26.442.915 lei / an
cheltuieli anuale 167.85 x 151.232 = 25.384.291lei / an
Profit brut
26.442.915 – 25.384.291 = 1.058.624 lei /an
5. Profit net anual :
Profit brut – impozit pe profit =
1.058.624 – 169.380 = 889.244 lei / an
6. Rata profitului :
= = 3.4 %
Situatia proiectata:
Costul de productie al gigacaloriei:
Costul gigacaloriei =
= cost anual – reduceri datorita modernizarii + cota de amortizare in solutia proiectata
1.1 Costul actual = 167.85 lei / Gcal
1.2 Reducerea costului de productie datorita modernizarii:
apa de adaos
Prin modernizare se reduc pierderile de apa de adaos cu 75%
(0.9 + 2.92) lei / Gcal reprezinta valoarea aferenta apei de adaos
3.82 x 0,75 = 2.8 lei / Gcal
b ) cheltuieli de intretinere si reparatii
Prin modernizare se reduc cheltuielile actuale cu 65%
1.33 lei / Gcal reprezinta valoarea afenta pentru cheltuieli de intretinere si reparatii
1.33 lei / Gcal x 0,65 = 0.9 lei / Gcal
c ) reducerea costului energiei electrice
Prin modernizare se produce o reducere a costului energieie electrice cu 30%
4.07 lei / Gcal reprezinta valoarea afenta energiei electrice
4.07 x 0,3 = 1.2 lei / Gcal
d ) reducerea pierderilor de caldura
Prin modernizare se reduc pierderile de caldura cu 25%
31.81 lei / Gcal reprezinta valoarea aferenta pierderilor de caldura
31.81 x 0,25 = 7.9 lei / Gcal
Total reduceri = 2.8 + 0.9 + 1.2 + 7.9 = 12.8 lei / Gcal
1.3 Cota de amortizare in solutia propusa
Cota de amortizare = =
= 443.491 lei / an
Rezulta costul gigacaloriei = 167.85 – 12.8 + = 157,98 lei / an
2. Costuri anuale de productie in solutia proiectata :
Ccost = 151.232 x 157.98 = 23.891.631 lei /an
3. Profit brut :
Venit anual – costuri anuale
Venit anual = 151.232 Gcal / an x 174.85 lei / Gcal = 26.442.915 lei / an
Profit brut = 26.442.915 lei / an – 23.891.631 lei / an = 2.551.284 lei / an
4. Profit net
Profit brut – impozit pe profit = 2.551.284 – 421.030 = 2.130.254 lei / an
5. Rata profitului :
Rata profitului = = = 8 %
6. Durata de recuperare a investitiei :
Durata de recuperare = = = 2,1 ani.
-Exigența confortul termic
Criterii de performantă:
-temperatura interioară a aerului C
-stabilitatea si uniformitatea temeraturi interioare a aerului C
-ecartul de temperatură, peverticală, între nivelul capului și nivelul gleznelor [K];
-indicele global de confort termic
-viteza curenților de aer îm m/s
-umiditatea relativă a aerului [%].
-Exigența adaptarea la utilizare
Criterii de performanță:
-măsuri care să permită reglarea sarcinii termice de încălzire în funcție de parametrii climatici exteriori;
-aparatură de măsură și control pentru cunoașterea parametrilor instalației de încălzire;
-stabilitatea hidraulică a rețelei;
-condiții și măsuri care permit ca instalația să facă față unor situații speciale: extinderi, funcționare parțială, avarii;
-măsuri care să permită o bună integrare a instalației în clădirea deservită.
-Exigența izolarea termică și economia de energie
Criterii de performanță:
-rezistența termică a elementelor de construcții care constituie anvelopa clădirii [m2.K/W];
-necesarul specific global de căldură pentru încălzire al clădirii [W/m3.0K]
-randamentul energetic al utilajelor (cazane, pompe etc.) [%];
-randamentul termoizolatiei conductelor [%];
-eficiența termică a suprafețelor de schimb de căldură ale corpurilor de încălzire și schimbătoarelor de căldură [W/m2.0K];
-energia înglobată în instalație [J].
Observație: primele două criterii de performanță sunt proprii construcției, dar au implicații majore în dimensionarea instalației de încălzire.
Clasificarea instalațiilor de încălzire
Instalațiile de încălzire se pot clasifică după mai multe criterii și anume:
-modul în care se face transmisia căldurii: încălzire prin convecție, radiație;
-natura agentului termic: încălzire cu apă caldă, apă fierbinte, abur cu presiune joasă, abur cu presiune medie, aer cald;
-modul de amplasare a sursei termice: încălzire locală, centrală și la distanță;
-natura energiei utilizate: încălzire cu energie convențională (combustibili fosili: gazoși, lichizi, solizi), încălzire cu energii neconvenționale (energie solară, energie geoțerma-lă, biomasă ețc.), încălzire electrică, încălzire cu pompe de căldură, instalații de recuperare a căldurii reziduale;
-modul în care se asigură parametrii din interiorul încăperilor: încălzire normală și încălzire de gardă.
Alegerea elementelor de construcții din punct de vedere termotehnic
Se face astfel încât să se realizeze, în principal, următoarele:
-rezistența termică minimă necesară pentru asigurarea climatului interior, limitarea fluxului termic și economisirea energiei în exploatarea clădirilor;
-evitarea condensării vaporilor de apă pe suprafața interioară a elementelor de construcții;
-rezistența la permeabilitate la vapori, pentru limitarea sau eliminarea fenomenului de condensare a vaporilor de apă în interiorul elementelor de construcții;
-stabilitatea termică necesară, atât pe timp de iarnă, cât și pe timp de vară.
De asemenea, la realizarea unui element de construcții perimetral trebuie avute în vedere următoarele:
-amplasarea stratului termoizolator se face de preferință spre exterior; materialele cu proprietăți termoizolatoare bune, dar fără rezistență mare la permeabilitate pentru vapori, creează condiții defavorabile la difuzia vaporilor de apă dacă sunt amplasate către interior; ele provoacă o cădere bruscă a curbei de temperaturi prin grosimea elementului, nu însă și o cădere corespunzătoare a presiunii, astfel că apare pericolul formării condensatului pe fața rece a termoizolației;
-barierele de vapori, alcătuite din materiale cu rezistență mare la permeabilitatea vaporilor de apă, trebuie amplasate pe fața caldă a termoizolațiilor;
-pentru ca un element ușor să fie echivalent cu unul masiv, este necesar să aibă o rezistență termică sporită cu atât mai mult cu cât este mai mic.
INDICATORI TEHNICO ECONOMICI
Structura punctelor termice: Scheme tip
Sub aspectul schemelor de principiu adoptate în PUNCTUL TERMIC, al amplasării acestuia, al echipării sale cu utilaje și aparatură, acestea se stabilesc având la dispoziție următoarele date:
puterea termică necesară pe procesele consumatoare de căldură,
valorile caracteristice celor două compartimente (rețele primare și rețele secundare), soluția de reglare agreată,
natura agenților termici,
natura consumatorului (industrial, urban-variații ale consumurilor acestora).
Schemele de racordare pentru instalațiile de încălzire pot fi clasificate în două mari categorii: DIRECTA SI INDIRECTA. Ceea ce le distinge este aceea că în cazul racordării directe fluidul care pleacă de sursă este regăsit fizic în instalațiile interioare de încălzire (chiar dacă parametrii săi sunt transformați în PT). Racordarea indirectă se realizează prin intermediul schimbătoarelor de căldură, ceea ce face ca din punct de vedere hidraulic circuitul secundar să fie independent de circuitul primar.
Punctele termice, in diferitele soluții de racordare la rețeaua de apa fierbinte, cuprind echipamente ce vizează transformarea parametrilor (schimbătoare de căldura, pompe de amestec), ridicarea presiunii (pompe), instalații de expansiune-asigurare, aparatura de reglare si contorizare si alte elemente auxiliare.
Notă: Pentru o funcționare eficientă a punctelor termice si pentru obținerea valorilor dorite pentru parametrii de interes este necesara dimensionarea corecta a echipamentelor menționate. Acest lucru se impune atât in stadiul de proiectare dar si in cazul acțiunii de înlocuire a echipamentelor depășite din puncte de vedere fizic si moral in cadrul acțiunii de reabilitare a punctelor termice care necesita modernizare. O parte din echipamentul de baza se dimensionează diferențiat, in corelație cu soluția de racordare adoptata pentru racordarea instalațiilor de încălzire si cu modul de preparare a apei calde de consum, o alta categorie de elemente având o metodologie de dimensionare universal valabila pentru toate situațiile. Analiza detaliată si corecta a dimensionării echipamentelor din punctele termice este foarte importantă mai ales atunci când in funcționarea sistemelor apar anomalii sau deficiențe in asigurarea parametrilor agenților termici si facilitează deducerea răspunsului echipamentelor in cazuri particulare de funcționare. [5]
SOLUȚIA A :
Schema de racordare indirectă a instalațiilor de încălzire și prepararea apei calde de consum intr-o treaptă în serie cu sistemul de încălzire, cu injecție, cu sau fără acumulare (figura 1) .
Aceasta schemă a fost adoptată și este recomandată in situația in care nivelul temperaturii din conducta de întoarcere in circuitul primar este relativ ridicată pe o lungă perioada din sezonul de încălzire. Acest lucru permite prepararea apei calde de consum intr-o singura treaptă de preparare înseriata cu instalațiile de încălzire.
Pentru satisfacerea procesului de preparare a apei calde de consum si obținerea unei temperaturi dorite pentru apa caldă de consum este prevăzută o conductă de preluare a unui debit de agent termic direct din conducta de tur in punctul termic, debit numit “de injecție”. In situația in care temperatura din conducta de retur din instalațiile de încălzire se situează sub nivelul necesar preparării apei calde de consum de 55-600C, sau când temperatura din conducta de ducere in punctul termic are o valoare minim admisa (de 700C) debitul de fluid primar creste peste valoarea nominala aferenta procesului de încălzire. Debitul “de injecție” poate fi diminuat in aceste situații (chiar redus la zero) daca se acceptă o diminuare a fluxului de căldură pentru prepararea apei calde de consum. In aceeași idee, debitul de injecție poate fi diminuat daca se procedează la o reglare mixtă in care temperatura din conducta de ducere are valori mai ridicate decât in graficul calitativ, aceasta având ca efect diminuarea debitului de agent termic pentru procesul de încălzire in favoarea procesului de preparare a apei calde de consum[6].
Aceasta schemă oferă posibilitatea reducerii temperaturii agentului termic primar din conducta de întoarcere (in special in domeniul temperaturilor exterioare medii zilnice mai mici de 2-30C). Așa cum apare in figura 1, soluția prezentată in schema de principiu este concepută in ipoteza funcționarii cu debit constant de agent termic primar. În consecință, este prevăzut un robinet de reglare cu trei cai.Pentru a reduce debitul preluat din rețeaua primara (debitul de injecție) in situațiile in care apare o cerere importantă de căldură pentru procesul de preparare a apei calde, se poate miza pe o reducere a fluxului de căldură necesar in procesul de încălzire a clădirilor (la limita chiar anularea acestuia) pe o anumita perioada de timp 1-2 ore, mai ales primăvara sau toamna. În funcționarea reală, pentru a limita valoarea debitului de agent termic primar, se poate accepta ca prepararea apei calde de consum sa asigure o valoare a acesteia sub valoarea de calcul (55-600C) si anume de 40-450C.Evident, automatizarea schemei poate fi conceputa si in premisa funcționarii cu debit variabil de agent termic primar, situație in care robinetul de reglare este de tipul cu doua cai. In acest caz, debitul de agent termic primar necesar preparării apei calde de consum (peste cel care se poate obține cu potențialul termic al returului de la încălzire) se preia din conducta de “injecție”. Practic, se disting in funcționarea acestei scheme patru regimuri caracteristice:
1.Regimul I, in care tR =70…800C.
In acest domeniu de funcționare robinetul RRI funcționează pentru a se obține temperatura td in funcție de variația temperaturii exterioare te , iar robinetul RRA acționează pentru a se obține temperatura dorita a apei calde de consum (50-550C), valoare măsurată de sonda de temperatura s2. Pompa de amestec Pm2, cu turație variabila funcționează pentru a răspunde cerinței ca tA=70-750C (in ipoteza utilizării schimbătoarelor cu plăci).
2.Regimul II, in care tR =50…700C si tD =75…1200C.
În acest regim de funcționare robinetul de reglare RRI acționează pentru a realiza td in funcție de te. Robinetele de reglare RRi si RRA acționează pentru a realiza condiția ca temperatura apei calde sa fie de 50…550C. Pentru aceasta se impune ca robinetul RRi sa se deschidă atunci când temperatura măsurată de sonda s2 este cu 2…30C mai mica de valoarea minim admisa pentru apa calda de consum (500C).
3.Regimul III, in care tR =40…500C si tD =70…750C.
In acest regim, robinetul de reglare RRI funcționează pentru a se realiza corelarea dintre temperatura td si temperatura exterioara te. Robinetul de reglare RRA este închis pe calea ce alimentează schimbătorul de caldură pentru apa calda de consum nemaiavând rol de reglare. Robinetul de reglare RRi funcționează pentru a se obține temperatura de 50…550C a apei calde de consum. In acest regim, ca urmare a intervenției robinetului RRi debitul de agent in punctul termic nu este constant; este posibil ca, la scăderea necesarului de căldură pentru încălzire si cu atât mai mult la anularea lui, sa nu fie nevoie de funcționarea robinetului de reglare RRi deoarece robinetul RRI poate conduce, direct in retur o cantitate suficienta de fluid cu potențial termic ridicat, iar robinetul RRA intervine pentru controlul temperaturii apei calde de consum. In acest regim cele doua procese de încălzire si preparare a apei calde de consum sunt caracterizate de debite proprii de fluid. La limita, debitul aferent procesului de încălzire se poate anula (in general primăvara si toamna in timpul zilei). Pompa de amestec Pm2 funcŃionează pentru a se asigura tA =70…750C in ipoteza in care temperatura tD atinge valori mai mari de 750C.
4.Regimul II (regim caracteristic de vara ), in care tD =700C.
In acest regim robinetele RRI si RRA nu funcționează. Robinetul RRi funcŃionează pentru a se obține pentru apa calda de consum temperatura de 50-550C. Pompa de amestec nu funcționează; ea poate fi programata sa funcționeze si in situațiile in care consumul de apă caldă este foarte mic in vederea evitării depunerilor pe circuitul primar. Pentru același motiv este recomandata recirculația unui debit redus si in circuitul secundar.
SOLUȚIA B :
Schema de racordare indirectă a instalațiilor de încălzire si prepararea apei calde de consum in doua trepte serie-paralel cu sistemul de încălzire, cu sau fără acumulare (figura 2).
Este cunoscut avantajul acestei scheme si anume ca treapta I de preparare a apei calde (înseriată cu instalația de încălzire) fructifică potențialul termic al returului provenit din sistemul de încălzire, schema solicitând suplimentar din rețeaua primară numai debitul necesar in treapta a doua de preparare a apei calde de consum (in paralel cu instalația de încălzire). In figura 2 este prezentat cazul soluției B in ipoteza funcționarii cu debit constant in rețeaua primara dar schema este realizată si in premisa funcționarii cu debit variabil in punctul termic, caz in care robinetele de reglare prevăzute in schema (RRA si RRI) sunt cu două căi.[8]
Este posibil sa apară necesitatea ca robinetul de reglare RRA sa fie tot de tipul cu trei căi, având avantajul menținerii unui debit de agent termic in rețea in situația in care debitul pentru încălzire s-ar anula (R2 este deschis si R1 este închis), chiar in lipsa consumului de caldură pentru procesul de preparare a apei calde de consum.
In perioadele de timp in care procesul de preparare a apei calde de consum solicită din rețea un debit de caldură important, se poate reduce debitul aferent sistemului de încălzire prin utilizarea unei curbe “reduse” de reglare sau chiar prin anularea acestuia pe o durata de timp de 1-2 ore.
Pe perioada de vară robinetul de trecere R1 este deschis iar R2 este închis.
Regulatorul electronic RG acționează robinetul de reglare RRI pentru a corela valoarea temperaturii din conducta de ducere a instalației interioare de încălzire cu valorile înregistrate ale temperaturii exterioare, conform graficului de reglare a furnizarii caldurii. Procesul de reglare poate fi reglat intr-o varianta mai moderna daca, fiecare corp de încălzire este prevăzut cu robinet termostatic, implicând fie debit constant, fie variabil in rețeaua secundara de distribuție, caz in care apare recomandabilă utilizarea unor pompe cu turație variabilă Pc1, sau cu funcționare secventială, in trepte, a acestora.
Acest robinet va primi comanda de închidere dacă temperatura măsurată de sonda de protecție s2 sesizează depășirea unei valori prescrise. Același regulator electronic da comenzi si buclei de reglare in procesul de preparare a apei calde de consum, in funcție de valorile temperaturii apei calde livrate consumatorului, masurate de sonda s3.
Robinetul de reglare RRA modifica debitul de agent termic primar in schimbătorul de preparare a apei calde de consum treapta a II-a iar pompa Pc2 asigura circulația apei calde de consum intre rezervorul acumulator si schimbătoarele de caldură. Aceasta pompă va intra in funcțiune atunci când temperatura indicată de traductorul Tm va indica o valoare mai scăzută decât o valoare limita (de 35…400C) si se va opri când același traductor va sesiza o creștere a acestei temperaturi peste o valoare maxim admisa (de 50…550C).
Pentru evitarea accidentelor, ca de exemplu creșterea temperaturii apei calde de consum peste o valoare maxima admisa (de 650C) sau a temperaturii apei din conducta de ducere in instalația de încălzire (peste 950C), este indicata prevederea unui robinet de descărcare RD montat pe o conducta de legătura intre conducta principala de ducere si cea
de întoarcere. Acest robinet va deschide in situaŃia in care sondele de protecție s2 si s4 detectează creșterea temperaturilor peste valorile “limita de pericol”.
SOLUȚIA C :
Schema de racordare indirecta a instalațiilor de încălzire si prepararea apei calde de consum in doua trepte serie-serie cu sistemul de încălzire (figura 3).
Aceasta schemă este cea mai răspândita ca aplicare in punctele termice din București. Ea s-a adoptat pe scara larga datorită avantajelor pe care le prezintă si anume: debite reduse de agent termic, cu efect favorabil asupra diametrului conductelor si asupra consumului de energie electrica pentru pompare si indici de termoficare superiori, ca o consecința a nivelului relativ mai scăzut al temperaturii apei de rețea in conducta generala de retur. În aceasta schema de racordare apare ușor de realizat preluarea vârfurilor de consum de caldura, mizând pe inerția termică a clădirilor. În cazul limitării si programării consumului de apa calda schema nu mai prezintă Același interes. Din punct de vedere al reglării furnizării căldurii aceasta schema conduce la rezultate bune in cazul funcționarii cu debit constant de agent termic primar in PT. In acest sens se impune utilizarea robinetelor de reglare cu trei cai. Pentru procesul de încălzire se prevede un robinet RRI care, comandat de regulatorul general RG, acționează in vederea corelării temperaturii de ducere in instalația interioare de încălzire cu variația temperaturii exterioare.
În ipoteza utilizării unui robinet cu doua cai, in scopul menținerii in funcțiune a instalației de preparare a apei calde de consum atunci când debitul de fluid aferent încălzirii s-ar diminua sau chiar anula, este necesara prevederea deschiderii automate a robinetului Rv de pe conducta ce leagă cele doua trepte de preparare a apei calde de consum. Este de asemenea recomandata utilizarea robinetului de presiune diferențială RPD pentru menținerea constantă a diferenței de presiune la limita punctului termic. Pentru automatizarea treptei a II-a de preparare a apei calde de consum se prevede un robinet cu trei cai RRA, (care poate fi inlocuit intr-o alta variantă de automatizare cu doua robinete cu doua cai) cu rolul de a menține in limite cat mai stranse valoarea temperaturii apei calde de consum (in jurul valorii de 50…550C).[9]
Modernizarea stațiilor de pompare
O soluție economică și care s-a impus în practică privind eficiența energetică este utilizarea de convertizoare de frecvență pentru reglarea turației în aplicații de încălzire, aerisire și climatizare (HVAC). Doar puține alte tehnologii așa cum este această tehnologie, se amortizează într -un an. În același timp, această alternativă oferă numeroase avantaje datorită reglării îmbunătățite a sistemelor HVAC.
Instalarea convertizoarelor de frecvență în sistemele de acționare a pompelor cu sarcină variabilă permite:
economisirea energiei electrice;
reducerea cheltuielilor de reparație și exp loatare a sistemelor de reglare din contul excluderii sau diminuării suprasarcinilor de șoc și dinamice;
majorarea termenului de funcționare a motorului electric și a mecanismului de acționare din contul optimizării funcționării lor într -un diapazon larg de variație a sarcinilor;
crearea de sisteme închise ale dispozitivului de acționare asincron cu posibilitatea menținerii exacte a parametrilor tehnologici stabiliți.
Principalele avantaje ale acestor sisteme sunt:
îmbunătățirea considerabilă a parametrilor agentului termic;
sporirea calității apei calde menajere;
reducerea pierderilor de energie și de agent termic;
optimizarea consumurilor de energie termică de către consumatorii finali;
determinarea, în termeni reali, a unor eventuale avarii ce pot duce la aprovizionarea nesatisfăcătoare a consumatorilor cu energie termică pentru încălzire și prepararea apei calde menajere.
Dispozitivele care produc un debit volumetric, ca de ex. ventilatoarele, pompele, com presoarele sunt încă utilizate adesea fără reglarea turației. Alternativ, debitul este reglat în mod convențional prin clapete de reglare sau ventile. Când de bitul volumetric nu este reglat prin turații variabile ale motorului, motorul merge continuu la viteza maximă. Deoarece sistemele HVAC au nevoie foarte rar de întregul debit, sistemul fără reglarea turației risipește deseori o cantitate mare de energie. O reglare a turației motorului cu convertizor de frecvență oferă posibilitatea unei economisiri de energie de până la 70%.[10]
Capitolul 3
UTILIZAREA INTERFEȚEI EBI
Configurația de securitate a noilor stații de lucru este: observator, operator, supervisor și administrator. Toate nivelele de acces cer înregistrarea unui nume operator și o parolă de acces având delimitări bine stabilite.
Interfața om-mașină la nivelul cabinei de relee, este realizată în stația Roșiori, prin intermederaiul unui touch-screen (un ecran cu cristale lichide destinat utilizării în medii industriale, în care este prezentată schema monofilară a celulei), iar în stațiile Oradea și Florești realizându-se prin utilizarea butoanelor și ecranului de vizualizare de pe BCU, aceste operații fiind mai greoaie, și necesită învățarea unei rutine.
În cazul nostru în dispeceratul local:
– Se introduce parola de la consola
– Setăm grup 1
Apare avaria
Se dă reset alarme cu dublu click
Grup 1 – indice curbură = 1,33 (normal).
Când se micșorează curbura sub valoarea 1, nu mai funcționează pe termometrul ambiant și se trece pe setarea maximă.
Minim 35° C
Maxim 38° C
Pentru a se mări temperatura se mărește curbura, se setează minimul la cât dorim să meargă între 35° C – 40° C și maximul la 75° C.
Peste 75° C nu funcționează!
Când indicele de curbură este la 1,33 se face Λtemp după temperatura din interior și exterior.
Grafic de funcționare
Temperatură/oră de funcționare
Pompele funcționează ciclic (72 ore), ele se schimbă după cum urmează:
Prima timp de 72 ore
A doua în stand by
A doua în stand by
A treia după 144 ore.
În cazul în care avem avarie pe un circuit automatizat, pornește alarma intrând circuitul de rezervă automat (o altă pompă de circulație).
Reglarea temperaturii agentului termic se face în mod automat.
Se introduce parola de la consola
Setăm grup 1
GRUP ÎNCĂLZIRE 4-Apare avaria
Se dă reset alarme cu dublu click
GRAFIC FUNCȚIONARE POMPĂ ÎNCĂLZIRE
Grup 1 – indice curbură = 1,33 (normal).
Când se micșorează curbura sub valoarea 1, nu mai funcționează pe termometrul ambiant și se trece pe setarea maximă.
Minim 35° C
Maxim 38°
Pentru a se mări temperatura se mărește curbura, se setează minimul la cât dorim să meargă între 35° C – 40° C și maximul la 75° C.
Peste 75° C nu funcționează!
Când indicele de curbură este la 1,33 se face Λtemp după temperatura din interior și exterior
Λtemp după temperatura din interior și exterior Pentru modulele de ACM, afișează înregistrările pentru următorii parametri:
Temperatura ACM
Temperatură ACM recirculat
Temperaturile pe vase
Presiune ACM.
Operații simple:
Pornirea și oprirea modulului termic
Pentru pornirea unui modul termic, se utilizează căsuța Comandă Mod funcționare.
Se apasă cu mouse-ul pe săgeata din dreapta căsuței Comandă Mod funcționare. Efectul este deschiderea unei liste sub căsuță, cu două selecții posibile: Pornit, respectiv Oprit;
Se selectează Pornit dacă se dorește pornirea modulului, respectiv Oprit pentru oprirea modulului. Se confirmă selecția prin apăsarea mouse-ului;
Se urmărește valoarea inscripționată în câmpul Mod funcționare. După maxim 10 secunde, aceasta trebuie să capete aceeași valoare cu cea selectată în căsuța Comandă Mod funcționare. În acest moment, oprirea modulului este confirmată de către controlerul Saphir.
Notă 1 – Întotdeauna trebuie urmărită confirmarea execuției comenzii de către câmpul Mod funcționare. În cazul în care comanda nu este confirmată, se repetă execuția comenzii.
Notă 2 – Pornirea modulului este restricționată de nivelul de parolă.
Pornirea unei pompe în mod manual
În anumite cazuri poate fi necesară pornirea respectiv oprirea unei pompe în mod manual. Această operație este mult mai indicată decât acționarea manuală de pe cheile de pe ușa tabloului electric, deoarece nu generează alarme.
Pentru acționarea în manual a unei pompe trebuie efectuate următoarele operații:
Se face click dublu cu mouse-ul pe simbolul pompei. Efectul este deschiderea unei ferestre de detaliu, ca cea prezentată în figură;
deschiderea unei ferestre de detaliu
Comandă Mod funcționare
Comandă Mod funcționare.
1.Se selectează modul manual MAN din căsuța MD;
2.Se selectează Pornit, respectiv Oprit, conform necesității;
3, Se apasă butonul << pentru revenirea în ecranul de detaliual modulului;
4.Se urmărește confirmarea comenzii prin colorarea corespunzătoare a simbolului pompei;
Pentru trecerea la loc în mod automat, se efectuează următorii pași:
Se face clikc dublu cu mouse-ul pe simbolul pompei. Se deschise fereastra de detaliu;
Se selectează modul automat AUTO din căsuța MD;
Se apasă butonul << pentru revenirea în ecranul de detaliu al modulului;
Se urmărește confirmarea comenzii prin colorarea corespunzătoare a simbolului pompei.
Notă: Operarea pompei în mod manual este restricționată de nivelul de parolă.
Poziționarea unui ventil de reglare în mod manual
În anumite cazuri, poate fi necesară acționarea unui ventil în mod manual.
Pentru acționarea în manual a unui ventil, trebuie efectuate următoarele operații:
Se face click dublu cu mouse-ul pe căsuța în care este indicat procentul de deschidere a ventilului. Efectul este deschiderea unei ferestre de detaliu, ca cea prezentată în figură;
detaliu comandă mod funcționare.
Se selectează modul manual MAN din căsuța MD;
Se tastează în căsuța verde SP, valoarea de deschidere dorită;
Se apasă butonul << pentru revenirea în ecranul de detaliu al modulului;
Se urmărește confirmarea comenzii prin actualizarea valorii de deschidere a ventilului la cea setată;
Pentru trecerea la loc în mod automat se efectuează următorii pași:
Se face click dublu cu mouse-ul pe căsuța în care este indicat procentul de deschidere al ventilului. Se deschide fereastra de detaliu;
Se selectează modul automat AUTO din căsuța MD;
3. Se apasă butonul << pentru revenirea în ecranul de detaliu al modulului;
4. Se urmărește confirmarea comenzii prin actualizarea valorii de deschidere a ventilului la cea setată;
Notă: Operarea ventilului în mod manual este restricționată de nivelul de parolă.
Modificarea unei setări
Setările care se pot modifica sunt parametrii curbei de încălzire, referințele pentru ACM și recirculare ACM, histerezisul pentru umplerea vaselor de acumulare ACM.
Pentru modificarea unei setări, trebuie efectuate următoarele operații:
Se face click dublu cu mouse-ul pe căsuța gri în care este reprezentată valoarea setării. Efectul este deschiderea unei ferestre de detaliu, ca cea prezentată în figură:
Modificarea unei setări
Se tastează în căsuța verde SP, valoarea de deschidere dorită
Se apasă butonul << pentru revenirea în ecranul de detaliu al modulului
Se urmărește confirmarea comenzii prin actualizarea valorii setării în căsuța gri.
Notă 1: La modificarea setării, nu are nicio importanță modificarea modului în câmpul MD. Fie că aceasta are valoarea MAN, fie că are valoarea AUTO, setarea se poate efectua, spre deosebire de comenzile pentru ventile și pompe, care au efect doar dacă valoarea câmpului MD este MAN.
Notă 2: Modificarea setărilor este restricționată de nivelul de parolă.
Construirea unui grafic particularizat
Pe lângă graficele predefinite, se pot defini și alte grafice, după necesitate. Un exemplu este alcătuirea unui grafic pe care să fie prezente valorile de temperatură tur secundar pentru toate modulele de încălzire.
Pentru definirea unui grup de înregistrări, trebuie procedat în felul următor:
Se accesează meniul Configure → Operating Displays → Trends
Apare ecranul de definiție a unei noi înregistrări.
Se tastează în căsuța corespunzătoare numele setului de înregistrări (Trend_Test în exemplul dat).
Se face click pe cele trei puncte de lângă primul câmp din rubrica Point ID. Se deschide o fereastră cu un browser pentru toate punctele din sistem.
Se selectează din browser punctul dorit, după care se apasă butonul Apply. Parametrul selectat apare în câmpul respectiv.
Din câmpul alăturat (rubrica Parameter), se selectează parametrul dorit al punctului (PV în mod uzual).
Se procedează în mod similar și pentru celelalte puncte care se doresc a fi urmărite.
După ce s-au selectat toate punctele, se închide fereastra de browser.
Se apasă legătura View Trend. Apare ecranul de afișare a înregistrărilor.
După puțin timp, încep să apară și înregistrările pe ecran. În cazul în care punctele sunt setate pentru istoric, apar și înregistrările retroactive.
Prezentarea pachetului EBI și a stației
Enterprise Building Integrator (EBI) este o aplicație sofisticată de gestiune și comandă care:
Afișează datele sistemului într-un mod care poate fi înțeles ușor
Permite comandarea sistemului prin transmiterea unor comenzi adecvate
Efectuează în mod automat sarcini programate
Îi ține pe utilizatori la curent cu activitățile sistemului, inclusiv cu alarme și evenimente în sistem
Prezintă rapoarte cuprinzătoare.
Figura următoare prezintă un sistem EBI tipic. EBI rulează pe server- calculatorul principal – care colectează și prelucrează datele, administrează activitățile sistemului și efectuează sarcini automate.
Controlerele sunt ,,mâinile și ochii,, sistemului, controlând și colectând date de la echipamente de câmp, cum ar fi cititoare de cartele, unități de aer condiționat, ș.a.
În majoritatea cazurilor, controlerele sunt amplasate în apropierea echipamentelor pe care le comandă și sunt conectate la server prin LAN (Local Area Network – rețea locală) sau prin alt tip de legătură pentru comunicație.
Prezentarea stației
Station (Stație) este, de fapt, un set de ,,panouri de comandă ,, cu ajutorul cărora se poate supraveghea și comanda sistemul. Station este un program EBI separat care rulează pe calculatoare standard și pe server.
Stația prezintă informațiile sub forma unei serii de ecrane, fiecare ecran fiind un ,,panou de comandă,, care prezintă un anumit set sau tip de informații și care dispune de un set adecvat de comenzi, cum ar fi ,,butoane,, și ,,bare de derulare,,.
Există două tipuri principale de ecrane:
Ecrane sistem – sunt livrate cu EBI și prezintă informații într-un mod standard. În cele mai multe cazuri, ecranele sistem cuprind liste și ,,formulare electronice,, care conțin detalii de configurare a sistemului.
Ecrane personalizate – permit să se interpreteze și să se comande mult mai ușor activitatea sistemului. De exemplu, un ecran referitor la securitate, poate afișa configurația unui anumit etaj, în timp ce un ecran referitor la aerul condiționat poate cuprinde o schemă a sistemului de aer condiționat.
În afară de diverse ecrane, stația poate afișa pagini de Internet și fișiere, cum ar fi documente Microsoft Word care conțin, de obicei, proceduri de lucru.
Utilizarea ecranelor cu set de tendințe
Un ecran cu set de tendințe de evoluție prezintă modificările valorilor unui parametru în timp. O utilizare tipică a acestor tipuri de ecrane este afișarea modificărilor temperaturii camerei sau a consumului de energie de-a lungul zilei.
Tendințele de evoluție pot fi afișate în mai multe moduri, astfel:
grafic cu bare
grafic cu linii
listă numerică a datelor de istoric
grafic X-Y al valorilor unui punct ca funcție de valorile celuilalt punct (un punct marcat pe axa X și celălalt marcat pe axa Y).
Fiecare set de tendințe de evoluție este identificat printr-un număr și, în general, are un titlu descriptiv.
Pentru a apela un set de tendințe selectându-l din lista seturilor de tendințe, se efectuează următorii pași:
se selectează View → Trend Summary pentru a vedea lista cu seturi de tendințe de evoluție
se selectează un tip de tendință de evoluție.
Pentru a apela un set de tendințe al cărui număr se cunoaște:
se face click pe butonul Trend de pe bara de instrumente
se tastează numărul setului de tendințe de evoluție în zona pentru comenzi și apoi se apasă <Enter>.
Răspunsul la evenimente
Un eveniment este o schimbare semnificativă în sistem, în această categorie fiind incluse alarmele și acțiunile operatorului.
Pentru a apela ecranul cu evenimente:
se selectează View → Events → Event Summary pentru a vedea lista cu evenimente. Evenimentele sunt prezentate în ordine cronologică, începând cu cel mai recent eveniment. Ecranul este actualizat automat, ceea ce înseamnă că fiecare nou eveniment apare în fruntea listei.
dacă se dorește înghețarea ecranului pentru a împiedica pentru moment afișarea altor evenimente, ceea ce face mai ușoară citirea evenimentelor care apar într-o succesiune rapidă, se face click pe butonul Pause. Se face click pe butonul Resume pentru a dezgheța ecranul și a reveni în modul de actualizare automată.
Concluzii:
Odată cu retehnologizările și înlocuirea vechilor sisteme de comandă, protecții și automatizări, a fost redus numărul de echipamente necesar în punctul de comandă a stației sau centrului de conducere, s-a redus simțitor timpul de investigare a evenimentelor și defecțiunilor apărute în sistem, a crescut volumul de informații ce poate fi colectat într-un punct central scăzând astfel numărul defecțiunilor majore la echipamentele din instalații și a defecțiunilor din sistem, prin semnalizări preventive mult mai exacte, defecțiunile apărute fiind eliminate la timp, prin acționări rapide și sigure ale protecțiilor, prin modificări voite de stare a echipamentelor, modificări de regimuri și scheme sau prin mentenanță corectivă, evitându-se astfel distrugerea echipamentelor, va scădea numărul de persoane implicate în exploatarea și supravegherea stațiilor și echipamentelor energetice și totodată cheltuielile cu personalul, reducerea substanțială a avariilor datorate acționării greșite a unor echipamente.
Dezavantajele acestor sisteme sunt costurile inițiale foarte ridicate în realizarea unei stații sau a unui sistem de conducere și supraveghere modern, echipamentele fiind la un preț destul de mare față de cele convenționale, costurile ridicate cu pregătirea personalului operativ, de intervenție și de mentenanță, dat fiind faptul că tehnologia se dezvoltă într-un ritm foarte mare și este necesară o pregătire continuă a acestui personal, dependența de furnizorul de echipamente datorită complexității echipamentelor și a configurărilor atât hard cât și soft, înlocuirea unui element defect neputându-se realiza în cele mai multe cazuri cu unul de la alt furnizor (softuri degradate, module defecte, etc.).
Prin urmare, se impune folosirea unui protocol proprietar la nivelul întregii stații, iar atunci când acest lucru nu este posibil din cauza diversității fabricanților, se poate folosi IEC 61850, protocol mai nou și mai performant.
Noile abordări privind sistemele de comandă control și protecții au adus o serie de avantaje în exploatarea stațiilor electrice și a sistemelor energetice dar este necesară adoptarea unei strategii îmbunătățite bazate pe studiul sistemelor deja aflate în exploatare.
Capitolul 4
Programarea alarmelor folosind Microcontroller PIC16F874
Descriere generală
PIC 16F8XX este un grup în familia microcontrollerelor PIC16CXXX, caracterizat prin costuri reduse, performanțe înalte, structură de tip CMOS și operare statică. Toate aceste microcontrollere folosesc arhitectura de tip RISC (Reduced Instruction Set Computing).
Caracteristic pentru această familie este arhitectura internă în care bus-urile de instrucțiuni și de date sunt separate, cel de instrucțiuni cu lărgime de 14 biți, iar cel de date cu lărgimea de 8 biți. Această arhitectură permite execuția într-un singur ciclu mașină al instrucțiunilor cu excepția ramurilor de program care necesită două cicluri.
Sunt disponibile un număr total de 35 de instrucțiuni. O altă caracteristică importantă pentru dezvoltarea de aplicații este existența a două tipuri de memorie program pentru același tip de circuit. Primul tip de memorie este de tip FLASH și permite scrierea ei de un număr foarte mare de ori, facilitate utilă în dezvoltarea de aplicații. Al doilea tip este o memorie CMOS inscriptibilă o singură dată, utilă pentru lucrul în serie de produse cu aplicație. Caracteristica de bază a acestui microcontroller este reprogramarea electrică a acestuia de un număr infinit de ori.
Caracteristici principale:
frecvența maxima de operare 20MHz
memoria program (FLASH) 8KB
memoria de date (RAM) 368B
memoria de date EEPROM 256B
întreruperi 14
porturi intrare – ieșire 5 (A,B,C,D,E)
timer-e 3
module captură / comparare / PWM 2
interfață serială USART, MSSP
interfață paralelă PSP (parallel slave port)
convertor analog – digital (10biți) 8 canale de intrare
set de instrucțiuni 35 instrucțiuni (RISC)
Microcontrollerul conține o unitate aritmetică logică ALU de 8 biți și un registru de lucru. ALU efectuează funcții aritmetice și booleene între datele din registrul de lucru și oricare alt registru. Registrul de lucru este notat cu w. Acumulatorul nu este un registru adresabil. În funcție de instrucțiunea executată, unitatea aritmetico logică (ALU) afectează valorile biților CARRY (C), DIGIT CARRY (DC) și ZERO (Z) din registrul de stare (STATUS).
Microcontroller-ul PIC16F874 este disponibil într-o capsulă de 40 pini:
Schema bloc a microcontroller-ului
Structura unui microcontroler
Organizarea memoriei
Memoria acestui microcontroller este împărțită în două părți:
memoria program
memoria de date
Fiecare din aceste blocuri de memorie are propriul său bus. Acest lucru permite aducerea într-un singur ciclu a instrucțiunilor respectiv datelor din memorie.
Memoria de date se împarte în:
regiștri cu funcții speciale (SFR)
memoria RAM generală
memoria EEPROM
Organizarea memoriei program (FLASH)
PIC16F874 are un PC (“program counter”) de 13 biți, capabili să adreseze 8kx14 spații de memorie program (0000h – 1FFFh),
Vectorul de reset este 0000h și vectorul de întreruperi este 0004h.
Memoria de date
Observație: Adresa instrucțiunilor de salt (GOTO, CALL) este codificată pe 11 biți. Ceilalți 2 biți trebuie setați manual (dacă este cazul) în registrul PCLATH.
Regiștri cu funcții speciale
Citirea memoriei de date EEPROM
Pentru a citi o locație a memoriei de date EEPROM, utilizatorul trebuie să scrie adresa în registrul EEADR și apoi să seteze pe 1 bitul RD (EECON1<0>) (RD=1 inițializarea citirii în EEPROM). EEDATA va păstra valoarea până la o nouă citire sau până este scrisă de către utilizator (de-a lungul operației de scriere).
Exemplu:
BCF STATUS, RP0
BSF STATUS, RP1 ;bancul 2 de regiștri
MOVLW adresa ;adresa de la care citesc
MOVWF EEADR
BSF STATUS, RP0 ;bancul 3 de regiștri
BCF EECON1, EEPGD
BSF EECON1, RD ;pornesc operația de citire din EEPROM
BCF STATUS, RP0 ;bancul 2 de regiștri
MOVF EEDATA, w
Scrierea memoriei de date EEPROM
Pentru a scrie o locație a memoriei de date EEPROM, utilizatorul trebuie să scrie adresa în registrul EEADR și data în registrul EEDATA. Apoi utilizatorul trebuie să urmeze niște secvențe speciale pentru a inițializa, scrierea, pentru fiecare bit.
Exemplu:
BSF STATUS, RP0
BSF STATUS, RP1 ;bancul 3 de regiștri
TEST
BTFSC EECON1, WR ;aștept sa se încheie ciclul anterior de scriere
GOTO TEST
BCF STATUS, RP0 ;bancul 2 de regiștri
MOVF adresa_eeprom, w
MOVWF EEADR
MOVF data_eeprom, w
MOVWF EEDATA
BSF STATUS, RP0 ;bancul 3 de regiștri
BCF EECON1, EEPGD
BSF EECON1, WREN
MOVLW 0x55
MOVWF EECON2
MOVLW 0xAA
MOVWF EECON2
BSF EECON1, WR
BCF EECON1, WREN
BCF STATUS, RP0
BCF STATUS, RP1 ;bancul 0 de regiștri
Observație: adresa_eeprom și data_eeprom sunt doi regiștri de uz general din bancul 2 unde scriu adresa, respectiv data care trebuie scrisă în memoria EEPROM.
Porturile de intrare / ieșire
PIC16F874 are cinci porturi: PORTA, PORTB, PORTC, PORTD și PORTE
PORT A
PORTA este bidirecțional și are 6 biți. Selectarea intrare/ieșire se face setând respectiv resetând în registrul TRISA biții corespunzători portului. Intrările portului A, cu excepția RA4, pot fi configurate și ca intrări analogice, portul A fiind asociat cu un convertor analog – digital.
Schema bloc
Schema logică
Oscilatorul
Tipuri de oscilatoare
PIC16F874 poate lucra în patru moduri diferite, de oscilație:
LP “LOW POWER CRISTAL”
XT “CRYSTAL / RESONATOR”
HS “HIGH SPEED CRYSTAL / RESONATOR”
RS “RESISTOR / CAPACITOR”
Selectarea unuia din cele patru moduri se face prin setarea celor doi biți de configurație FOSC1 și FOSC2 .
Oscilatorul cu cristal de cuarț
Oscilatorul de mare viteză HS se conectează intre OSC1/CLKIN și OSC2/CLKOUT
OSCILATOR
Programarea microcontroller-ului PIC16F874
Pentru scrierea programului în microcontroller este nevoie o interfață hardware specializată și o interfață software care să o controleze. Interfața hardware se conectează la calculator (PC), în funcție de tipul ei, pe un port serial, paralel sau USB. Ca interfață software se folosește un program specializat (Pony Prog, PICSTART Plus, PRO MATE 2, etc.).
Setul de instrucțiuni
Microcontroller-ul PIC16F874 poate fi programat folosind un set de 35 de instrucțiuni (limbaj de asamblare). Fiecare instrucțiune este codificată pe 14 biți.
Cele 35 de instrucțiuni se împart în 3 categorii:
instrucțiuni la nivel de octet (byte)
instrucțiuni la nivel de bit
instrucțiuni literale și de control
d=0 → destinația este w
d=1 → destinația este f
ALGORITMUL DE PROGRAMARE
Schema algoritmului
Schema algoritmului de programare
Explicarea algoritmului de programare
Se setează tipul procesorului cu directiva LIST (exemplu p = pic 16F874), iar funcțiile standard ale procesorului sunt citite cu directiva INCLUDE.
Configurarea procesorului se face prin directiva CONFIG.
La microcontrolerul pic 16F874 registrul de funcții speciale (SFR) este divizat în patru bank – uri de memorie. Eliminarea alertelor de selectare a bank – urilor de memorie se face prin error level.
Există funcții speciale care sunt comune unor anumite bank – uri, dar există și funcții speciale care sunt specifice numai unui bank de memorie.
Selectarea bank – urilor de memorie se realizează prin selectarea biților RP0 și RP1 din registrul STATUS. Chiar dacă specificarea bank – urilor în registrul STATUS este realizată corect mesajul de specificare a bank – lui este afișat.
Definirea etichetelor
În programul nostru sunt definite trei etichete: speed (viteză); change (schimbare); led.
Prima etichetă speed este valoarea de referință a vitezei. Este controlată de valoarea obținută din conversia analog – numerică a tensiunii date de circuitul de intrare.
Eticheta change – memorează rezultatul comparării tensiunii circuitului de intrare cu tensiune de control a motorului (tensiunea de referință). În funcție de această valoare se modifică valoarea registrului CCPR1 (registru care controlează funcția PWM).
Compararea dintre semnalul circuitului de intrare și cel de referință se realizează la fiecare 10 ms.
Când se sesizează o diferență între valoarea tensiunii de control și cea de intrare, valoarea care a fost specificată de change este adunată sau scăzută din valoarea ciclului PWM.
Variabila led are rolul de a afișa în binar valoarea vitezei de rotație a motorului și de a te ține la curent cu funcționarea motorului.
Program start
Instrucțiunea este executată de la adresa 0 din memoria program când pic – ul este alimentat cu tensiune. Când apare o întrerupere procesul începe de la adresa 4. Fiecare salt în program se face cu instrucțiunea goto.
Procesul de inițializare
Procesul de inițializare se realizează la pornire
Inițializarea porturilor A, B și C
Se folosește primul pin din portul A ca intrare analogică (RA0). Ceilalți pini sunt setați ca ieșiri pentru a evita influența altor porturi de intrare.
Portul B este setat ca ieșire pentru controlul ledurilor.
Portul C este setat ca ieșire pentru realizarea comparării dintre valoarea tensiunii de intrare și valoarea de referință.
Inițializarea conversiei A/D
Deoarece frecvența este de 10 MHz dată de rezonator, rezultă că frecvența convertorului A/D este setată la 10 MHz/32.
Un canal de intrare este setat la AN0. rezultatul conversiei este setat la stânga pentru a lua cei mai semnificativi 8 biți.
Inițializare PWM
Registrul CCP1 este folosit pentru modulul PWM. Acest registru păstrează valoarea dată de variabila change, adică valoarea care mărește sau micșorează mărimea pulsului.
Inițializarea modului de comparare
Registrul CCP2 este folosit pentru comparare celor două semnale și generează întreruperi periodice (o dată la 10 ms).
Inițializarea întreruperilor
Datorită setării bitului de validare a întreruperii din registrul CCP2 este posibilă realizarea întreruperii.
Se termină procesul de inițializare.
Procesul de întrerupere
În momentul în care se realizează o întrerupere se setează flegul de întrerupere pe zero pentru a nu mai putea intra o altă întrerupere până nu este terminată aceasta.
Se așteaptă până procesul de conversie A/D este complet. Conversia începe simultan cu apariția întreruperii.
Compararea cu tensiunea de referință
Când conversia A/D s-a terminat cei mai semnificativi 8 biți ai rezultatului sunt comparați cu valoarea de referință a vitezei. Se obține un rezultat care poate fi mai mare sau mai mic decât valoarea comparată.
Procesul de încetinire a vitezei
Dacă rezultatul obținut este mai mare microcontrolerul scade curentul trimis motorului și astfel se micșorează viteza.
Procesul de mărire a vitezei
Dacă rezultatul obținut în urma comparării este mai mic, microcontrolerul crește curentul transmis motorului și astfel se realizează creșterea vitezei.
Ambele decizii, atât cea de creștere a vitezei cât și cea de micșorare sunt luate de variabila change.
Controlul ledurilor
Dacă motorul nu este alimentat toate ledurile sunt oprite. Aprinderea ledurilor începe de la ledul 1 spre ultimul led odată cu creșterea curentului transmis motorului.
Procesul de terminare a întreruperii
Sfârșitul procesului de întrerupere se realizează cu instrucțiunea RETFIE.
La sfârșitul programului se pune instrucțiunea END.
Programul
list p=pic16f874
include p16f874.inc
__config _HS_OSC & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _LVP_OFF
errorlevel -302 ;Suppress bank warnin;
Label Definition
speed equ d'8' ;Reference speed (5×8/256=0.156V)
change equ d'1' ;Change value (2mV/ms)
led equ h'20' ;LED control data save area;
Program Start
org 0 ;Reset Vector
goto init
org 4 ;Interrupt Vector
goto int; Initial Process init;
Port initialization
bsf STATUS,RP0; Change to Bank1
movlw b'00000001' ; AN0 to input mode
movwf TRISA; Set TRISA register
clrf TRISB; Set TRISB to uotput mode
clrf TRISC; Set TRISC to output mode
bcf STATUS,RP0; Change to Bank0
; A/D converter initialization
movlw b'10000001' ;ADCS=10 CHS=AN0 ADON=ON
movwf ADCON0 ;Set ADCON0 register
bsf STATUS,RP0 ;Change to Bank1
movlw b'00001110' ;ADFM=0 PCFG=1110
movwf ADCON1 ;Set ADCON1 register
bcf STATUS,RP0 ;Change to Bank0
; PWM initialization
clrf TMR2 ;Clear TMR2 register
movlw b'11111111' ;Max duty (low speed)
movwf CCPR1L ;Set CCPR1L register
bsf STATUS,RP0 ;Change to Bank1
movlw d'255' ;Period=1638.4usec(610Hz)
movwf PR2 ;Set PR2 register
bcf STATUS,RP0 ;Change to Bank0
movlw b'00000110' ;Pst=1:1 TMR2=ON Pre=1:16
movwf T2CON ;Set T2CON register
movlw b'00001100' ;CCP1XY=0 CCP1M=1100(PWM)
movwf CCP1CON ;Set CCP1CON register
; Compare mode initialization
clrf TMR1H ;Clear TMR1H register
clrf TMR1L ;Clear TMR1L register
movlw h'61' ;H'61A8'=25000
movwf CCPR2H ;Set CCPR2H register
movlw h'a8' ;25000*0.4usec = 10msec
movwf CCPR2L ;Set CCPR2L register
movlw b'00000001' ;Pre=1:1 TMR1=Int TMR1=ON
movwf T1CON ;Set T1CON register
movlw b'00001011' ;CCP2M=1011(Compare)
movwf CCP2CON ;Set CCP2CON register
; Interruption control
bsf STATUS,RP0 ;Change to Bank1
movlw b'00000001' ;CCP2IE=Enable
movwf PIE2 ;Set PIE2 register
bcf STATUS,RP0 ;Change to Bank0
movlw b'11000000' ;GIE=ON PEIE=ON
movwf INTCON ;Set INTCON register
wait
goto $ ;Interruption wait
; Interruption Process
int
clrf PIR2 ;Clear interruption flag
ad_check
btfsc ADCON0,GO ;A/D convert end ?
goto ad_check ;No. Again
movfw ADRESH ;Read ADRESH register
sublw speed ;Ref speed – Detect speed
btfsc STATUS,C ;Reference < Detect ?
goto check1 ;No. Jump to > or = check
;– control to low speed –
movfw CCPR1L ;Read CCPR1L register
addlw change ;Change value + CCPR1L
btfss STATUS,C ;Overflow ?
movwf CCPR1L ;No. Write CCPR1L
goto led_cont ;Jump to LED control
check1
btfsc STATUS,Z ;Reference = Detect ?
goto led_cont ;Yes. Jump to LED control
;– control to fast speed –
movlw change ;Set change value
subwf CCPR1L,f ;CCPR1L – Change value
btfsc STATUS,C ;Underflow ?
goto led_cont ;Jump to LED control
clrf CCPR1L ;Set fastest speed
; LED control Process
led_cont
comf CCPR1L,w ;Complement CCPR1L bit
movwf led ;Save LED data
movlw b'00010000' ;Set compare data
subwf led,w ;LED – data
btfsc STATUS,C ;Under ?
goto led1 ;No.
movlw b'00000000' ;Set LED control data
goto int_end ;Jump to interrupt end
led1 movlw b'00100000' ;Set compare data
subwf led,w ;LED – data
btfsc STATUS,C ;Under ?
goto led2 ;No.
movlw b'00000001' ;Set LED control data
goto int_end ;Jump to interrupt end
led2 movlw b'01000000' ;Set compare data
subwf led,w ;LED – data
btfsc STATUS,C ;Under ?
goto led3 ;No.
movlw b'00000011' ;Set LED control data
goto int_end ;Jump to interrupt end
led3 movlw b'01100000' ;Set compare data
subwf led,w ;LED – data
btfsc STATUS,C ;Under ?
goto led4 ;No.
movlw b'00000111' ;Set LED control data
goto int_end ;Jump to interrupt end
led4 movlw b'10000000' ;Set compare data
subwf led,w ;LED – data
btfsc STATUS,C ;Under ?
goto led5 ;No.
movlw b'00001111' ;Set LED control data
goto int_end ;Jump to interrupt end
led5 movlw b'10100000' ;Set compare data
subwf led,w ;LED – data
btfsc STATUS,C ;Under ?
goto led6 ;No.
movlw b'00011111' ;Set LED control data
goto int_end ;Jump to interrupt end
led6 movlw b'11000000' ;Set compare data
subwf led,w ;LED – data
btfsc STATUS,C ;Under ?
goto led7 ;No.
movlw b'00111111' ;Set LED control data
goto int_end ;Jump to interrupt end
led7 movlw b'11100000' ;Set compare data
subwf led,w ;LED – data
btfsc STATUS,C ;Under ?
goto led8 ;No.
movlw b'01111111' ;Set LED control data
goto int_end ;Jump to interrupt end
led8 movlw b'11111111' ;Set LED control data
END of Interruption Process
int_end
movwf PORTB ;Set PROTB
retfie
; END of DC motor speed controller
End
Progamarea LED-urilor de alarmare
;programul propriu zis
et1 bsf porta,1
call t1
bcf porta,1
bsf porta,2
call t1
bcf porta,2
bsf porta,3
call t1
bcf porta,3
bsf porta,5
call t1
bcf porta,5
bsf porte,0
call t1
bcf porte,0
goto et1
t1 movlw d,255,
movwf var1
s1 nop
return
t2 movlw d,255,
movwf var2
s2 nop
nop
nop
decfz var 2,1
goto s2
return.
Capitolul 5
In urma atentei analize s-a gasit urmatoarea formula de eficientizare a automatizarii unui punct termic folosind produsele a doua firme cu reputatie in domeniu produsele Altivar de la Scheneider si produsele firmei Wilo , care corespund cel mai bine cerintelor noastre dupa cum urmeaza:
Automatizarea sistemului de alimentare cu energie termică
Sistemele automatizate de monitorizare asigură monitorizarea în regim on-line, evidența, înregistrarea și arhivarea valorilor parametrilor de funcționare (presiuni, debite, temperaturi, consumuri de energie termică și electrică) a rețelelor termice primare, de distribuție și din interiorul cartierelor, stațiilor de pompare și surselor de energie termică, punctelor termice centrale, cu reprezentarea acestora în tabele sau în formă de grafice.
Principalele avantaje ale acestor sisteme sunt:
înbunătățirea considerabilă a parametrilor agentului termic;
sporirea calității apei calde menajere;
reducerea pierderilor de energie și de agent termic;
optimizarea consumurilor de energie termică de către consumatorii finali;
determinarea, în termeni reali, a unor eventuale avarii ce pot duce la aprovizionarea nesatisfăcătoare a consumatorilor cu energie termică pentru încălzire și prepararea apei calde menajere.
Reabilitarea conductelor
Sistemele de rețele termice ale unui SACET au rol ul de a asigura transportul și distribuția căldurii de la sursă la consumatorii de căldură.
Ele cuprind totalitatea conductelor (tur/ retur de agent termic) și instalațiile auxiliare specifice: elemente de construcție, elemente mecanice, de reglaj, autom atizare, măsură și control.
Sistemul de transport și distribuție a agentului termic cuprinde:
-țevi preizolate;
-elemente de conducte preizolate: coturi preizolate, ramificații preizolate, compensatoare, armatura de închidere/deschidere și altele;
-sistem de semnalizare (o pereche de fire de semnalizare încorporate în țevile și fitingurile preizolate);
-accesorii specifice sistemului de conducte preizolate (perne de dilatare, căciuli de capăt etc.);
-instalații de măsurare și control.
Încadrarea pierderilor tehnologice în rețelele termice în proporție de până la 12% implică utilizarea unor conducte cu performanțe mecanice și de izolare termică deosebite. Tehnologiile actuale de fabricare și montare a conductelor pentru transportul și distribuția agentului termic permit realizarea unor performanțe superioare .
Reabilitarea rețelelor termice presupune înlocuirea țevilor vechi existente cu țevi preizolate , atât pe partea de transport, cât și de distribuție, înlocuirea compensatoarelor existente cu cele silfonice, montarea robinetelor sferice, instalarea sistemelor de monitorizare etc. Imperativul respectivului proiect se datorează realității create în prezent în sistemul centralizat din mun. Chișinău: cele mai mari pierderi suportate sunt de agent termic și prin izolare.
În cadrul operațiunilor de modernizare a rețelelor termice se utilizează , în mod frecvent, conductele preizolate. Acestea sunt executate într -o structură țeavă în țeavă. Țeava interioară (utilă) este aleasă în funcție de natura fluidului vehiculat; aceasta poate fi din oțel, PP-R sau PE-X. Țeava exterioară (mantaua de protecție) are rolul de a proteja izolația termică față de efectele mecan ice din exterior și împiedică pătrunderea umezelii în izolație. În volumul dintre cele două țevi se injectează spuma poliuretanică (PUR). Acest sistem lucrează ca un tot unitar, spuma PUR asigurând o bună legătură între cele trei componente, acestea suportând aceeași dilatare sub acțiunea unei sarcini termice; din această cauză mai poartă denumirea de “conducte legate” sau “bonded pipes”.
În linii generale, avantajele utilizării rețelelor termice din conducte preizolate sunt următoarele:
-durată de viață garantată în condiții de exploatare corectă de peste 30 de ani, la o temperatură de lucru de + 140 oC;
-reducerea considerabilă a pierderilor de căldură raportat la conductele clasice (scăderea de temperatură se consideră de 1 grad pe km la funcționare în regim nominal);
-sistemul de conducte legat permite reducerea suprafeței de teren ocupată prin excluderea lirelor de dilatare;
-la rețelele subterane nu mai este necesară construirea canalelor termice din beton, conductele preizolate pozându-se direct în pământ pe un pat de nisip;
-durata montării rețelelor din conducte preizolate este mai redusă decât a celor clas ice;
Altivar 12, ergonomie si simplitate pentru cablare si mentenanta
•Referinta si numarul serial sunt vizibile pe fata produsului, chiar si in cazul montajului alaturat
•Cablarea este sigura si rapida, datorita marcajului clar al terminalelor
•Posibilitatea marcarii personalizate pe fata produsului
Altivar 12
comunicatie incorporata
•Modbus incorporat
•Terminal programare de la distanta (IP54 sau IP65)
•Conectarea la variator cu o multitudine de instrumente specifice (program parametrizare SoMove, unitate upload simpla sau multi, terminal exploatare la distanta, PC sau telefon mobil via Bluetooth) Altivar 12 Programare rapida si ergonomica
•Disponibila imediat dupa punerea sub tensiune
•Programul SoMove pentru
•monitorizareparametrizare
•personalizare parametric[16]
Gama-Altivar 12, ergonomie si simplitate pentru cablare si mentenanta
Panouri de protecție șiautomatizare, sisteme de reglaj
Panouri de reglaj (reglaj continuu al turației)
WILO-CC-HVAC
Tip constructiv
Panouri de protecție și automatizare Comfort pentru toate pompele cu motoare standard sau cu rotorul electric imersat, avand turație fixă,trifazate. Panoul are un convertizor de frecvență pentru o pompă și pornire directăsau stea-triunghi pentru celelalte.
Domenii de utilizare
Pentru reglarea fără trepte a puterii în funcție de diferitele stări de exploatare la instalațiile cu una, două sau mai multe pompe (până la 6 pompe). Reglarea depinde de presiunea diferențială p, de temperatu-ra tur/retur (±T) sau de diferența de temperatură( T), inclusiv reglarea aleatorie a punctului de funcționare prin intermediul corectării în avans a debitului pompei în plină sarcină.
Date tehnice
Modele
Montare pe perete (WM) pânăla P2 = 4 kW
Montaj pe pardoseală(BM) pânăla P2 = 5.5 kW
Montaj în alt panou – la cerere
Grad de protecție IP54
Alimentare electrică3~400V, 50Hz
Pentru pompe cu motor de P2 = 1.1până la 45 kW (puteri mai mari șialte tensiuni – la cerere)
Domeniu de reglaj al turației 100% până la 40% din turația nominal a motorului
Particularități/Avantaje ale produsului
Regulator PID
Display tactil color, cu iluminare
Afișaj de stare pentru acționări (de ex. pompe șiconvertizoare de frecvență)
Programare simplă cu afișaj în mai multe limbi și/sau reprezentare cu simboluri
Memorarea și redarea detaliată a datelor de funcționare
Indicarea clară a avariilor și memorarea lor
Supravegherea conductorilor pe circuitul traductorului
Protecția motorului prin conectarea WSK, KLF șiTSA
3 valori impuse reglabile
Sisteme de magistrală care pot fi conectate (prin module opționale): Profibus, CC-Link (Asia), CANBus, Ethernet HTML, Ethernet TCP/IP, Modbus RTU (RS 232/RS485), LON, BACnet
Module de pompare pentru ridicarea presiunii
Tip constructiv
Stație de alimentare cu apă cu o pompă centrifugă multietajată și amorsare normală
Domenii de utilizare
Alimentarea complet automatizată cu apă de la rețeaua publică sau dintr-un rezervor
Pomparea apei potabile și a apelor industriale , a apei de răcire, a apei pentru stingerea incendiilor sau a altor ape care nu atacă mecanic sau chimic materialele folosite sau nu conțin elemente abrazive sau cu fibre lungi
Date tehnice
Alimentare 3~230 V / 400 V, 50 Hz (alte variante la cerere)
Temperatura fluidului max. 60 °C
Presiunea de lucru 16 bar
Presiune în aspirație 6 bar
Trepte presiune de lucru 6 / 10 / 16 bar
Diametrul nominal al refulării R 1¼ – DN 80
Racord nominal în aspirație Rp 1 – DN 80
Grad de protecție IP 41 (ER-1), IP 54 (ER-1 ≥5.5 kW)
Varianta (numai pentru instalații de combatere a incendiilor ) conform DIN Particularități/Avantaje ale produsului
Sistem robust datorită pompelor centrifuge de înaltăpresiune din oțel inoxidabil , seriile MVI (motoare IE2)
Spectru hidraulic larg, de seria până la 135 m3/h și160 m înățime de pompare, prin folosirea tuturor pompelor din seria MVI
Reglare simplă și siguranță în funcționare datorită panourilor de automatizare ER-1. [17]
Bibliografie
[1] – Alimentare cu căldură. Disponibil pe – http://facultate.regielive.ro/cursuri/energetica/alimentare_cu_caldura-13239.html.
[2] – Auditul energetic. Disponibil pe – http://www.comarion.ro/referate/index.php?value=Auditul%20energetic&detalii=fizica_htm&id=2107.
[3] – Bliuc I., Bliuc B; Calitatea mediului interior și eficiența energetică a clădirilor. Disponibil pe – http://www.google.ro/#hl=ro&biw=1366&bih=594&q=Izolarea+termic%C4%83+a+anvelopei+presupune+utilizarea+ra%C5%A3ional%C4%83+%C3%AEn+alc%C4%83tuirea+anvelopei+unei+cl%C4%83diri%2C+a+unor+&aq=&aqi=&aql=&oq=&fp=d391e1bb11a51c2f.
[4] – Burchiu S., Studiu asupra implicațiilor induse de conectarea / deconectarea consumatorilor de agent termic pentru încălzire asupra instalațiilor interioare de încălzire din clădiri condominiale. Disponibil pe – http://www.tehnicainstalatiilor.ro/articole/pdf/nr_36/011_016.pdf.
[5] – Căldura. Istoric. Disponibil pe – http://ro.wikipedia.org/wiki/C%C4%83ldur%C4%83.
[6] – Caracteristici termoenergetice ale anvelopei clădirilor. Disponibil pe – http://instalatii.utcb.ro/site/proiectecoordonare/serefen/ctec.pdf.
[7] – H. Hornstein; “Încălziri Centrale” – Editura Tehnică, București – 1962. Disponibil pe: http://proiectareinstal.ro/2010/10/27/dezvoltarea-in-timp-a-tehnicii-de-incalzire-scurt-istoric/.
[8] – Istoria mijloacelor de climatizare și încălzire. Disponibil pe – http://istoriiregasite.wordpress.com/2010/05/17/inventii-in-istorie-climatizare-si-incalzire/.
[9] – Implicațiile reabilitării termice asupra reglajului termic al instalațiilor de încălzire centrală alimentate de sistemul de încălzire urban. Disponibil pe – http://instal.utcb.ro/site_proiect/rezultate.htm.
[10] – Iordache F., Energetica echipamentelor și sistemelor termice – Editura Conspress – 2010;
[11] – Păun V., Cercetări experimentale privind comportamentul termic dinamic al sistemelor de încălzire districtuală. Raport cercetare doctorat 2 – 2009;
[12] – Metodologie de calcul al performanței energetice a clădirilor – partea a II-a. Disponibil pe – http://www.scribd.com/doc/24413852/Mc-001-1-2-3-Metodologie-Calcul-Performanta-Energetica.
[13] – Mladin E.C., Georgescu M., Duțianu D., Eficiența energiei în clădiri – Situația în România și acquis-ul comunitar, București 2004;
[14] – Păun V., Iordache F., Prelevarea și prelucrarea datelor în sistemele centralizate de alimentare cu căldură – A XIV-a conferință de confort, eficiență, conservarea energiei și protecția mediului – UTCB – 2007;
[15] – Păun V., Iordache F., Prelucrarea numerică a parametrilor achiziționati de la un sistem de încălzire districtuală – A XV-a conferință de confort, eficiență, conservarea energiei și protecția mediului – UTCB – 2008
[16] – www.altivar.com accesat 11 feb 2015
[17] – www.wilo.ro accesat 15 feb 2015
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Utilizarea Automatelor Programabile Pentru Eficientizarea Unui Punct Termic (ID: 164047)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.