ČVUT V PRAZE Fakulta stavební Katedra TZB ČVUT V PRAZE Fakulta stavební Katedra TZB TZB20- Vytápění Regulace, automatizace a měření ve vytápění

Co je to regulace ? Zařízení, na jehož impuls se mění jeden nebo více provozních parametrů otopné soustavy Zařízení, na jehož impuls se mění jeden nebo více provozních parametrů otopné soustavy teplota teplota hmotnostní průtok hmotnostní průtok tlak tlak

Proč se reguluje vytápěcí zařízení? Regulace výkonu podle okamžité potřeby Regulace výkonu podle okamžité potřeby Bezpečnost provozu Bezpečnost provozu Omezení provozními parametry zdroje nebo prvku OS Omezení provozními parametry zdroje nebo prvku OS Vyrovnání nepřesností návrhu Vyrovnání nepřesností návrhu

Regulační obvod Regulovaná veličina x Regulovaná veličina x Akční veličina y Akční veličina y Poruchová veličina z Poruchová veličina z Řídící veličina w Řídící veličina w Regulovaná soustava X Z Regulátor Y Akční člen Zpětná vazba W

Ovládání Pomocí akčního členu se mění regulovaná veličina Pomocí akčního členu se mění regulovaná veličina bez zpětné vazby, bez regulátoru bez zpětné vazby, bez regulátoru Regulovaná soustava X Z Akční člen ?

Ruční regulace Na místě regulátoru je člověk. Ví jaký je dopad jeho regulačních zásahů a podle toho reguluje soustavu Na místě regulátoru je člověk. Ví jaký je dopad jeho regulačních zásahů a podle toho reguluje soustavu Regulovaná soustava X Z Y Akční člen Zpětná vazba W

Automatická regulace Podle W a/nebo X dává automaticky impuls akčnímu členu ve snaze dosáhnout žádané hodnoty x Podle W a/nebo X dává automaticky impuls akčnímu členu ve snaze dosáhnout žádané hodnoty x Regulovaná soustava X Z Regulátor Y Akční člen Zpětná vazba W

Regulační obvod Technické provedení Regulační obvod Technické provedení Měření regulované veličiny, resp. řídící veličiny Měření regulované veličiny, resp. řídící veličiny elektrický teploměr, tlakoměr, průtokoměr apod. elektrický teploměr, tlakoměr, průtokoměr apod. Regulátor Regulátor porovnává naměřené hodnoty se žádanými a podle toho aktivuje akční člen porovnává naměřené hodnoty se žádanými a podle toho aktivuje akční člen Akční člen Akční člen fyzicky mění akční veličinu - např uzavírací nebo směšovací ventil se servopohonem, elektromagnetický uzávěr na přívodu plynu do kotle fyzicky mění akční veličinu - např uzavírací nebo směšovací ventil se servopohonem, elektromagnetický uzávěr na přívodu plynu do kotle

Regulátory nespojité akční veličina má omezený počet hodnot - dvě a více akční veličina má omezený počet hodnot - dvě a více regulovaná veličina kolísá kolem žádané hodnoty v rozmezí regulační odchylky regulovaná veličina kolísá kolem žádané hodnoty v rozmezí regulační odchylky příklad - prostorový termostat příklad - prostorový termostat

Regulátory spojité akční veličina se mění spojitě v závislosti na regulované veličině podle tzv. přechodové charakteristiky akční veličina se mění spojitě v závislosti na regulované veličině podle tzv. přechodové charakteristiky P - proporcionální (akční veličina je přímo úměrná regulované veličině) P - proporcionální (akční veličina je přímo úměrná regulované veličině) I - integrační (akční veličina je úměrná regulační odchylce) I - integrační (akční veličina je úměrná regulační odchylce) D - derivační (akční veličina je úměrná derivaci regulované veličiny podle času) D - derivační (akční veličina je úměrná derivaci regulované veličiny podle času) T - zpožďující (akční veličina se začne měnit až po určité časové prodlevě) T - zpožďující (akční veličina se začne měnit až po určité časové prodlevě) Poznámka - je možná i kombinace charakteristik např. PI regulátor Poznámka - je možná i kombinace charakteristik např. PI regulátor FUZZY FUZZY

Regulátory podle pohonu Rozdělení podle používané energie pro chod regulátoru Rozdělení podle používané energie pro chod regulátoru přímočinné regulátory přímočinné regulátory nepřímé regulátory nepřímé regulátory elektřina, elektřina, stlačený vzduch stlačený vzduch

Akční členy Elektromagnetické ventily Elektromagnetické ventily Škrtící ventily Škrtící ventily Směšovací (rozdělovací) ventily trojcestné a čtyřcestné Směšovací (rozdělovací) ventily trojcestné a čtyřcestné

Termostatická hlavice + ventil Běžná S dálkovým nastavením S odděleným čidlem Radiátorový ventil

Použití trojcestného ventilu

Příklad regulace tlakové diference

Příklad regulace teplovodních otopných soustav regulace zdroje podle výstupní teploty vody (kotlový termostat - ručně nastavím žádanou hodnotu) regulace zdroje podle výstupní teploty vody (kotlový termostat - ručně nastavím žádanou hodnotu) regulace zdroje podle vnitřní teploty (prostorový termostat, který zapíná a vypíná kotel) regulace zdroje podle vnitřní teploty (prostorový termostat, který zapíná a vypíná kotel) kotlový termostat + regulace průtoku u jednotlivých otopných těles (termostatické ventily x nutno řešit ochranu proti minimálnímu průtoku soustavou, možnost dálkového nastavení žádané hodnoty) kotlový termostat + regulace průtoku u jednotlivých otopných těles (termostatické ventily x nutno řešit ochranu proti minimálnímu průtoku soustavou, možnost dálkového nastavení žádané hodnoty) kotlový termostat + centrální regulace teploty otopné vody směšováním nebo rozdělováním trojcestným nebo čtyřcestným ventilem podle vnější teploty (ekvitermní regulace) kotlový termostat + centrální regulace teploty otopné vody směšováním nebo rozdělováním trojcestným nebo čtyřcestným ventilem podle vnější teploty (ekvitermní regulace)

Měření ve vytápění n Měření provozních parametrů pro regulaci n tlak, teplota, průtok Měření tepla na patě objektu Měření tepla na patě objektu Teplo vyrobené ve vlastním zdroji – měření spotřeby paliva Teplo vyrobené ve vlastním zdroji – měření spotřeby paliva Teplo dodané do objektu (dálkové vytápění) Kalorimetrické měření - průtok+rozdíl teplot Teplo dodané do objektu (dálkové vytápění) Kalorimetrické měření - průtok+rozdíl teplot

„Měření tepla“ – pro rozdělení nákladů na uživatele Kapalinové indikátory Kapalinové indikátory odpařování speciálně obarvené kapaliny v závislosti na teplotě otopného tělesa odpařování speciálně obarvené kapaliny v závislosti na teplotě otopného tělesa Přiložená stupnice umožňuje odečítání množství odpařené kapaliny. Přiložená stupnice umožňuje odečítání množství odpařené kapaliny. Po provedení odečtu je trubička s kapalinou nahrazena novou ampulí s roztokem jiné barvy Po provedení odečtu je trubička s kapalinou nahrazena novou ampulí s roztokem jiné barvy Elektronické indikátory Elektronické indikátory Jeden ze snímačů měří povrchovou teplotu otopného tělesa. Jeden ze snímačů měří povrchovou teplotu otopného tělesa. další snímač měří i okamžitou teplotu okolního prostoru. další snímač měří i okamžitou teplotu okolního prostoru. Naměřené hodnoty jsou předávány ke zpracování integrovanému mikroprocesoru Naměřené hodnoty jsou předávány ke zpracování integrovanému mikroprocesoru Nejedná se o „Měření tepla“ !!! Kapalinové indikátory Kapalinové indikátory odpařování speciálně obarvené kapaliny v závislosti na teplotě otopného tělesa odpařování speciálně obarvené kapaliny v závislosti na teplotě otopného tělesa Přiložená stupnice umožňuje odečítání množství odpařené kapaliny. Přiložená stupnice umožňuje odečítání množství odpařené kapaliny. Po provedení odečtu je trubička s kapalinou nahrazena novou ampulí s roztokem jiné barvy Po provedení odečtu je trubička s kapalinou nahrazena novou ampulí s roztokem jiné barvy Elektronické indikátory Elektronické indikátory Jeden ze snímačů měří povrchovou teplotu otopného tělesa. Jeden ze snímačů měří povrchovou teplotu otopného tělesa. další snímač měří i okamžitou teplotu okolního prostoru. další snímač měří i okamžitou teplotu okolního prostoru. Naměřené hodnoty jsou předávány ke zpracování integrovanému mikroprocesoru Naměřené hodnoty jsou předávány ke zpracování integrovanému mikroprocesoru Nejedná se o „Měření tepla“ !!!