Датчики тиску. Основними вимогами до датчиків надлишкового тиску, що використовуються в адміністративній будівлі є надійність, стабільність, висока перевантажувальна здатність і невисока ціна.

Межа основної допустимої похибки у всьому температурному діапазоні застосування датчиків не повинна перевищувати 2%.

Одною з основних причин відмов датчиків тиску, при роботі є короткочасні перегони тиску (гідроудари), обумовлені запуском або перехідними режимами роботи устаткування. Внаслідок цього датчики повинні мати досить високу перевантажувальну здатність до 1,5 верхньої межі вимірювання й вище, та мати електроніку, стійку до динамічної зміни напруги (грозозахист).

Таблиця 3.2 - Порівняльні технічні характеристики датчиків тиску

Технічні характеристики перетворювачів тиску	СДВ-І-D
Верхні межі вимірюваного тиску (ВПИ), МПа	0,04-100
Перевантажувальна здатність стосовно ВПИ, не менше	3
Межа основної допустимої похибки, %	±0,25;±0,5; ±1,0
Додаткова похибка не більше % на 10°С для робочого діапазону температур:	відсутня
Температура, °С:
вимірюваного середовища	-50…+110
навколишнього повітря	-50…+80
Напруга живлення, В	8,5...42
Вихідний сигнал, мА	4-20
Ступінь захисту корпуса
Перенастроювання діапазону вимірювання	є
Маса, кг	0,25
Міжповірочний інтервал
Габаритні розміри, мм	43х77

По технічним характеристикам датчики тиску СДВ-І схожі із продукцією ПГ "Метран" та ПГ "Міда". Вони не дорого коштують. Датчики мають вбудований захист від перевантажень по тиску, широкий діапазон напруги живлення. Середній термін служби датчиків тиску СДВ-І приблизно 10 років.

В даному проекті в системі моніторингу та контролю використовуємо датчик тиску СДВ-І.

Датчики надлишкового тиску СДВ-І-D з мікропроцесорною обробкою сигналу призначені для перетворення тиску рідких та газоподібних середовищ у цифровий вихідний сигнал, що відповідає стандартному цифровому протоколу обміну. Наявність цифрового протоколу зв'язку дозволяє легко інтегрувати СДВ-І-D у АСУ, забезпечити взаємодію з контролером. Переваги датчиків тиску СДВ-І-D: високі метрологічні характеристики, компактність, надійність, можливість вилученого калібрування та реконфігурування.

В таблиці 3.3 наведені технічні характеристики датчика надлишкового тиску СДВ-І-D.

Тиск вимірюваного середовища впливає безпосередньо на мембрану тензоперетворювача, з нанесеними на неї кремнієвими тензорезисторами, з'єднаними по мостовій схемі. У результаті деформації мембрани змінюється опір тензорезисторів, формуючи вихідний сигнал. Електричний сигнал, тензоперетворювача надходить в електронний блок, де перетворюється в цифровий сигнал.

Таблиця 3.3 - Технічні характеристики датчика тиску СДВ-І-D

Верхні границі виміру (ВГВ) Мпа:	0.025, 0.04, 0.06, 0.1, 0.16, 0.25, 0.4, 0.6,
	1.0, 1.6, 2.5, 4.0, 6.0, 10.0, 16.0, 25.0, 40.0, 60.0, 100.0;
Діапазон робочих температур °С:	-50..+80;
Основна похибка не більше %:	±0.15, ±0.25, ±0.50, ±1.00, ±1.50;
Додаткова похибка, в % на 10°С (для робочого діапазону температур), не більше:	±0.10, ±0.20, ±0.45;
Вихідний сигнал:	цифрові протоколи зв'язку RS-485(Modbus-RTU), 1-Wіre;
Допустиме напруження живлення, В:	7…30
Споживана потужність, не більше, Вт:	0.8;
Габаритні розміри, не більше, мм:	40x70
Маса, г.:	250;
Кліматичне виконання:	УХЛ 3.1, У2;
Механічна стійкість:	- за ДСТ 12997-84; V3,
	- по ОСТ 32.146-2000 MM1;
Ступінь захисту за ДСТ14254-96:	ІP54;
Номер технічних умов:	АГБР.406239.001 ТУ

Рисунок 3.5 - Датчик тиску СДВ-І-D, габаритні розміри : приймач тиску-1, тензоперетворювач-2, корпус-3 та електронний блок-4,

Датчик тиску СДВ-І-D обмінюється інформацією із контролером завдяки мікропроцесору. Схема зовнішніх електричних з'єднань будується таким спосіб: вихідний сигнал від датчика тиску (а) надходить на вхід перетворювача інтерфейсу (б), а потім перетворений сигнал надходить до зовнішніх пристроїв (в) (рисунок 3.6).

Датчики витрати води. Датчик витрати води RS 485 призначений для вимірювання витрати й обсягу води в повністю заповнених трубопроводах (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 - Датчики витрати води кореляційні RS 485

Датчик RS 485 використовується як у технологічних цілях, так і з метою комерційного обліку, у системах тепло- і водопостачання.

Основні переваги:

- відсутність опору потоку й втрат тиску;

- можливість монтажу первинних перетворювачів на трубопроводі при будь-якій орієнтації щодо його осі;

- корекція показань із урахуванням неточності монтажу первинних перетворювачів;

- збереження інформації при відключенні живлення протягом 10 років;

- беспроливной, імітаційний метод перевірки;

Основні технічні характеристики RS 485: вимірюване середовище - вода (питна, технічна, річкова, стічна й т.п.) з параметрами:

температура від -10? до 80?; тиск до 2,5 МПа;

діаметр трубопроводу Ду 80...4000 мм; динамічний діапазон 1:100;

межі вимірювань 2,7...452 400 м3/г.

Вихідні сигнали: струмоімпульсний (СІ); замкнуто/розімкнуто;

інтерфейс RS232; уніфікований струмовий 0-5, 4-20 мА; інтерфейс RS485.

4. Система моніторингу та контролю параметрів тепло- та водопостачання адміністративної будівлі

4.1 Організація системи моніторингу та контролю параметрів енергоефективності тепло- та водопостачання адміністративної будівлі

Система моніторингу та контролю в тепло- та водопостачанні адміністративної будівлі має переваги:

1 Наглядність контролю над процесом, висока точність його здійснення;

2 Підвищення швидкості здійснюваного процесу;

3 Централізація керування декількома процесами в одному пункті;

4 Автоматична сигналізація запису здійснюваного процесу;

Системи моніторингу забезпечують при відносно низьких капітальних витратах високу якість мікроклімату (високі споживчі якості будівлі) і зниження витрат на експлуатацію за рахунок зменшення енергоспоживання та підвищення надійності роботи устаткування [15, 16].

Завдяки моніторингу та контролю досягається можливість установлення характеру зв'язку між температурами прямого та зворотного трубопроводу і інших елементів системи опалення, а також між температурами зовнішнього повітря й прямого трубопроводу, зовнішнього повітря й повітря в приміщенні. У період моніторингу при визначенні необхідної встановлювальної температури в приміщенні режими експлуатації опалювальної системи й опалювальних приміщень не піддаються яким-небудь коректуванням. Моніторинг здійснює лише реєстрацію температур у нормальному режимі експлуатації (аналог неруйнуючого контролю). Виключення становлять режими визначення стійкості й оптимальної функції регулювання [31].

Температурний комфорт приміщення оцінюється тільки по температурі повітря в робочої зоні, а температура різних ділянок опалювальної системи - по температурі зовнішніх поверхонь трубопроводів цих ділянок.

Розглядаються три пари зв'язаних теплових процесів (три пари температурно-тимчасових залежностей): прямий трубопровід котельні - радіатор опалення, зовнішнє повітря - повітря в робочій зоні приміщення, зовнішнє повітря - прямий трубопровід котельні. У кожній із цих пар один із процесів - породжуючий, а другий - залежний.

У результаті моніторингу вдається одержати повну картину циркуляції теплоносія в системі, визначити величини запізнювання регулюючих впливів на кожній з її ділянок, стійкість системи до глибоких регулюючих впливів, а також визначити оптимальну функцію регулювання.

Для з'ясування стійкості опалювальної системи до глибоких регулюючих впливів система переводиться в режим нульової потужності й витримується в цьому режимі до стабілізації температури у всій системі. Потім потужність стрибком піднімається настільки, щоб підвищити температуру теплоносія на 10 градусів, і знову витримується на протязі часу стабілізації. Так триває до виходу опалювальної системи на штатний режим експлуатації. При цьому контролюється запізнювання регулюючих впливів у різних точках системи й спектральний склад, тобто схильність до виходу із синхронізму із прямим трубопроводом.

Оптимальна функція регулювання визначається в такий спосіб: на протязі періоду спостереження послідовно на протязі проміжків часу, визначених інерційними властивостями огороджуючих конструкцій, застосовуються різні функції регулювання із числа передбачених контролером. Для кожного із проміжків стандартним образом обчислюються значення коефіцієнтів кореляції й лінійної регресії, що характеризують ступінь зв'язку температури усередині приміщень із зовнішньою температурою. У якості оптимальної вибирається та функція регулювання, при якій кореляція температур приміщень із зовнішньою температурою мінімальна.

Регулювання температури теплоносія у системах опалення здійснюється по декількох параметрах: математично погоджується з температурою зовнішнього повітря, враховується людський фактор. Немає необхідності точно підтримувати ту саму температуру цілий рік.

У складі системи автоматизації виділяємо три функціональні частини. Це периферійне устаткування, контролери й силова частина.

Периферійне устаткування являє собою набір датчиків (датчики температури повітря, тиску води, температури води, виконавчі механізми , приводи та інша запірно-регулююча арматура.

Третя частина системи автоматизації - силова. Виконавчі механізми, які впливають на клапани, заслінки й т.п. - слабкострумові, вони встановлюються до периферійного устаткування. Однак крім цих слабкострумових механізмів необхідно здійснювати керування устаткуванням, що є потужним споживачем енергії й потребує зовнішнього джерела живлення. Керування силовими навантаженнями здійснюється за допомогою електричних шаф.

При роботі інженерного устаткування в автономному режимі для керування устаткуванням і його контролем передбачаються найпростіший дисплей з текстовим екраном. Наступним етапом автоматизації є створення диспетчерського пункту, що являє собою персональний комп'ютер серверного класу протоколу. Для обміну інформацією між устаткуванням використовується ряд протоколів - ModBas, RS485, Bасnet, LON Works, EIB.

Функціональна блок-схема організації вузла моніторингу теплової енергії представлена на рисунку 4.1.



Рисунок 4.1 - Функціональна схема організації вузла моніторингу теплової енергії

Прилад моніторингу складається з функціонально закінчених модулів, об'єднаних через інформаційну мережу.

4.2 Керування контролером системами опалення та гарячим водопостачанням

Керування системою опалення

Принцип керування системою опалення в даному проекті полягає в автоматичній зміні температури теплоносія, що подається, для підтримки заданої температури в приміщеннях об'єкта керування.

На рисунку 4.3 показані залежності температури (Тсм) прямого та зворотного теплоносія (Тзв) від температури зовнішнього повітря (Тзп) для контуру системи опалення адміністративної будівлі, у якому температура повітря в приміщенні (Тпп) залишається постійною. Будь-яка зміна температури зовнішнього повітря (Тзп) зкомпенсована такою зміною температури прямого (Тсм) та зворотнього теплоносія (Тзв) в опалювальному контурі, при якому температура повітря в приміщенні (Тпп) не зміниться. Для цього необхідний ресурс керування (циркуляція достатньої маси теплоносія з необхідною температурою). Циркуляція залежить від реалізації конкретного контуру опалення, а максимальна температура подачі - від джерела теплопостачання. При наявності достатнього ресурсу керування необхідно задати для ефективної роботи контуру опалення температурні графіки (ТБсм) прямого та зворотнього (ТБзв) теплоносія контуру (рисунок 4.3, криві №1,2). При цьому графік температури зворотного теплоносія пов'язаний із графіком температури прямого теплоносія та залежить від характеристики контуру та об'єкту, у якому функціонує система регулювання теплопостачанням.

У контролері реалізований гнучкий алгоритм керування з урахуванням обмежень за критерієм керування: пошук та підтримка температури теплоносія (Тсм) при подачі в контур опалення в залежності від температури зовнішнього повітря (Тзп).

Використовуємо один з трьох реалізованих у контролері методів виміювання зовнішньої температури: температура зовнішнього повітря (Тзп) визначається за допомогою датчика температури, встановленого на вулиці. Місце установки датчика температури зовнішнього повітря повинно забезпечувати коректне вимірювання температури. Датчик температури розміщаємо на північній стороні будинку, щоб захистити його від дії прямих сонячних променів. Не слід встановлювати поблизу вікон або дверей, тому що температура повітря (Тзп) може спотворюватися відкритою кватиркою або дверима, що часто відкриваються (рисунок 4.2).



Рисунок 4.2 - Не рекомендовані місця установки датчика температури зовнішнього повітря

Установка датчика температури повітря в приміщенні

У контролері реалізовано два методи визначення температури повітря в контрольному приміщенні (Тпп):

1 Температура повітря в приміщенні (Тпп) визначається за допомогою датчика температури, установленого в контрольному приміщенні. Місце установки датчика температури в приміщенні повинне забезпечувати коректне вимірювання температури. При установці датчика температури враховуємо наступні фактори: розподіленість системи опалення; теплоємність приміщення. Рекомендується встановлювати датчик температури (Тпп) у найбільш холодних приміщеннях, що перетерплюють найменшу зміну температури протягом доби від джерел теплоти, не пов'язаних із системою опалення (сонце, люди, оргтехніка). Не рекомендується встановлювати датчик температури на зовнішніх стінах, поблизу нагрівальних приладів, віконних або дверних прорізах. Неправильно встановлений датчик температури контрольного приміщення приводить до неефективної роботи всієї системи керування.

2 Температура повітря в контрольному приміщенні (Тпп) задається людиною, відповідальною за тепловий режим у приміщеннях будинку.

Температура теплоносія, що подається (Тсм) визначається за допомогою датчика температури, встановленого в прямому трубопроводі.

Температура зворотного теплоносія (Тзв) визначається за допомогою датчика температури, встановленого у зворотному трубопроводі.

Корекція графіків опалення

Реальні об'єкти теплопостачання та керовані контури часто не збігаються з теоретичною моделлю, у цьому випадку базові графіки не забезпечують бажану температуру в приміщенні. Алгоритм керування термоконтроллером дозволяє правильно вибрати корекції базових графіків опалення для ефективного функціонування системи опалення.

Базові (розрахункові) графіки температур теплоносія в прямому та зворотному трубопроводі керованого контуру обчислюються котроллером по заданих параметрах (максимальна температура джерела теплоенергії, максимальна температура опалювального контуру, розрахункова температура зовнішнього повітря, розрахункова температура повітря в приміщенні).

Через інтерфейс користувальницького меню контролера можна задати наступні корекції: корекція температури в приміщенні; корекція коефіцієнтів прямого та зворотного теплоносія (нахилу базових графіків ТБсм, ТБзв).

Корекція коефіцієнтів базових графіків прямого та зворотного теплоносія (Ксм, Кзв) дозволяє змінити нахил, розрахованих контролером базових графіків. Коефіцієнти Ксм, Кзв пропорційні величині, що характеризує інтенсивність теплообміну між керованим об'єктом і зовнішнім повітрям.

Коефіцієнти Ксм і Кзв, що задають у відсотках (заводська установка 100%), визначають зниження або підвищення енергопостачання об'єкта щодо базових графіків опалення.

Корекція температури повітря в приміщенні

Заводська установка температури повітря в приміщенні Твп=18 0С. Користувач може задати нове значення температури Твп=20 0С. Нове значення температури в приміщенні (ТЗпп) визначить зсув нових графіків температур (ТЗсм, ТЗзв) від базових (розрахункових) графіків (ТБcм, ТБзв) по лінії №3 "температура зовнішнього повітря", рисунок 4.4.

Корекція графіка теплоносія, що подається, за критерієм температури повітря в приміщенні

Установка датчика температури повітря в приміщенні дозволяє визначати неузгодженість між поточною температурою повітря в приміщенні й заданою. Неузгодженість температур означає невиконання завдання й приводить до корекції температури теплоносія, що подається, якщо така корекція задана користувачем. Величина корекції заданої температури теплоносія, що подається (ТЗсм) обчислюється контролером автоматично у відсотках і може бути змінена користувачем на величину ± 100%.

Коефіцієнт корекції може бути заданий для різних умов: тільки для зниження або тільки для збільшення температури теплоносія, що подається.

На рисунку 4.5 температура повітря в приміщенні нижче на 20%, ніж задана комфортна температура, у цьому випадку термоконтроллер автоматично скореговує температуру теплоносія, що подається, на + 20%.

Діапазон зміни температури теплоносія в прямому трубопроводі керованого контуру лежить у межах від мінімальної температури, рівній температурі в приміщенні до максимальної, рівній температурі в прямому трубопроводі. Робота термоконтроллера в кожний момент часу зводиться до визначення руху виконавчого механізму "Відкрити", "Закрити" або "Стій". Контролер визначає ці рухи з інтервалами часу, виходячи з умови збігу заданої та поточної температури в прямому трубопроводі.

Для автоматичної підтримки оптимальної температури в приміщеннях, де необхідно окреме регулювання темпертури (№101,201,301,105,205,305) встановлюємо регулятор температури радіатора RTD-N.



Рисунок 4.3 - Базовий графік теплопостачання



Рисунок 4.4 - Графік корекції температури в приміщенні



Рисунок 4.5 - Графік корекції базових графіків по критерію температури в приміщенні

Принцип дії регулятора температури заснований на переміщенні штока термобалона при зміні об`єму термочутливої рідини пропорційно відхиленню температури навколишнього повітря від заданої, працює в невеликих межах регулювань, так як основну функцію регулювання теплопостачанням в прямому та зворотному трубопроводах виконує контролер.

На рисунку 4.6 зображено радіатор та його відімкнення до двотрубної системи опалення.

Рисунок 4.6 - Радіатор та його приєднання до двотрубного трубопроводу:

1-термочутливий елемент ;

2-вузол підключення з бай пасом (перемичкою);

3-затискач для метало-пластикової труби ;

4-декоративна розетка.

Керування гарячим водопостачанням

При подачі води зі свердловини насос підключається через частотний перетворювач і, виходячи з показань датчика тиску, підтримується постійний рівень тиску в системі. Насос працює в режимі плавного пуску й зупинки, не викликаючи гідравлічних ударів і без необхідності уникаючи роботи з повним навантаженням. У цьому режимі заощаджується електроенергія, не навантажується електрична мережа, збільшується термін служби насоса, забезпечується захист насоса. Коли відкривається кран, тиск у розширювальному баку починає зменшуватися й перетворювач реагує на це включенням насоса й відновленням потрібного рівня тиску, а коли рівень буде досягнутий - насос відключиться [25].

Рисунок 4.7 - Система автоматичного керування тиску води:

1- свердловинний насос; 2- кріплення кабеля електроживлення; 3- датчик тиску; 4- анкеровка кріпильних тросів електронасоса на кришці свердловини; 5- монометр; 6 - зворотний клапан; 7- заслінка регулювання витрати; 8- кабель електроживлення; 9-частотний перетворювач; 10 - розширювальний бак.

Для керування контуром ГВП у контролері передбачене задання постійної температури на подачі води ТЗсм. Для гарячого водопостачання встановлюється температура теплоносія в діапазоні від 50 до 60 єC. Підтримка цієї температури здійснюється з урахуванням корекції по температурі в бойлері Т4. Важливим для гарячого водопостачання є швидкість реакції системи при різких змінах витрати гарячої води. Режимні настройки регулятора встановлюють обмеження при виконанні критеріїв керування, вихід за межі яких забезпечують швидку реакцію виконавчого механізму (ВМ) на неприпустимі відхилення параметрів у системі.

На виході гарячої води з накопичувального резервуару встановлюється термостат й за рахунок додавання холодної води через байпасний трубопровід забезпечує постійну температуру води на виході. Плавно регулює температуру в діапазоні від 40°С до 60°С

4.3 Система моніторингу та контролю параметрів енергоефективності тепло- та водопостачання

В даному проекті для адміністративної будівлі гірничого підприємства використовуємо два контролера для контролю опалення 2-х зон - лівого та правого стояків будівлі, а також для контролю водопостачання будівлі. Функціональна схема підключення контролера до системи тепло- та водопостачання зображена на рисунку 4.8. Найменування позначень на системі моніторингу та контролю в таблиці 4.1.

При виборі контролера враховувались реальні потреби об'єкту. Оптимальний для адміністративної будівлі гірничодобувного підприємства регулятор - це прилад, функціональні можливості якого не перевищують функціональних потреб регульованої системи. Чим регулятор простіше, тим він надійніше в роботі [39].

В даному проекті використовується термоконтролер «Прамер-710». Це керуючий прилад центрального регулювання опалювальної та водопостачальної системи, який сприймає інформацію від датчиків температури й від убудованого таймера й перетворює її в команди для електричних виконавчих механізмів, що впливають на теплові потоки.

Погодне регулювання забезпечується температурним графіком, що задається кутом нахилу лінії зміни температури в координатах tсм(зв) = f(tзп), де tсм(зв) - температура теплоносія, в прямому або зворотному трубопроводах, а tзп - поточна температура зовнішнього повітря.

Сигнали від датчиків температури, тиску та витрати води надходять до контролера, який по встановленим оператором заданим значенням параметрів утворює керуючий сигнал, який надходить до виконавчих механізмів: приводи триходових механізмів М1 та М2, а також на приводи насосів Н1-Н4.

Датчики для вимірювання температури встановлюємо в контрольних приміщеннях 304 (1 контур опалення) та 106 (2 контур опалення), де вимірюється коректне значення температури.

На функціональній схемі для системи гарячого водопостачання (рисунок 4.9) показані параметри, які висвітлюються на РК моніторі контролера. Задана температура гарячої води Т установлюється вручну в режимі оператора. Неузгодженість Е обчислюється як різниця між відфільтрованою з постійної часу F1 температурою гарячої води Т6 та завданням Т. Вплив на регулювальний клапан здійснюється виходами "збільшити нагрів" і " зменшити нагрів" через підсилювач потужності, в контролері закладені також можливість і ручного керування регулюючим клапаном.

Датчик надмірного тиску перетворює тиск води у цифровий вихідний сигнал, що відповідає стандартному цифровому протоколу обміну, який передається на контролер, з контролера подається сигнал на привод насоса.

Таблиця 4.1 - Найменування позначень до системи моніторингу та контролю(рисунку 4.8)

На рисунку 4.10 показана функціональна схема контролера «Прамер-710» для першого контуру системи опалення адміністративної будівлі. На функціональній схемі (рисунок 4.9) показані параметри, які висвітлюються на РК моніторі контролера. По температурі зовнішнього повітря Т1 відповідно до графіка опалення формується завдання Tз (параметри графіка Тз1, Т11, Тз2, Т12, Tо встановлюються при настроюванні). Температура зовнішнього повітря попередньо фільтрується з постійної часу F2. Для більше точної відповідності величині тепловтрат графік має скіс. Ступінь скосу встановлюється параметром То (для лінійного графіка варто встановити То =0).



Рисунок 4.9 - Функціональна схема контролера для системи гарячого водопостачання

Неузгодженість Е2 розраховується як відхилення різниці прямої Т2 і зворотної Т5 температур теплоносія від завдання Тз.

Вплив на теплоносія здійснюється виходами "збільшити нагрівання" і "зменшити нагрівання" через електричний виконавчий механізм.

Датчик витрати води у трубопроводах при застосуванні двохтрубних систем опалення вимірює витрати води.

При витраті В1, що перевищує уставку Ру, контролер включає основний насос. У випадку несправності основного насоса контролер автоматично перемикає (з необхідними затримками) на резервний насос.

Якщо резервний насос також несправний видається сигнал відмови. При зниженні витрати на величину Р0 насоси відключаються.

Котел нагріває рідкий теплоносій, що надходить потім по трубах до радіаторів приміщень. Теплоносій, що протікає в радіаторі, віддає частину тепла в кімнату, потім повертається назад у котел. Від котла до приладів вода йде за рахунок різної об'ємної ваги, більш легкої гарячої та більш важкої охолодженої. Цей круговорот теплоносія, що підтримується циркуляційним насосом, забезпечує найбільш ефективний теплообмін у системі.

У системі опалення поруч з опалювальним приладом, де не встановлено датчик температури, який з`єднується з контролером, встановлюється радіаторний термостатичний клапан для відключення окремих радіаторів при перегріванні приміщень, а для того щоб при цьому теплоносій не попадав в інші радіатори, на кожнім стояку встановлюються автоматичні клапани, що підтримують постійний перепад тиску води на вході і виході з нього. Радіаторні термостатичні клапани повністю або часткового перекривають потік теплоносія, що подається системою опалення в опалювальний прилад, при підвищенні температури повітря в приміщенні вище заданої. Радіаторний термостатичний клапан скорочує річне споживання теплової енергії на 10-20 %.

Термостатичний елемент вимірює температуру в кімнаті й механічним способом регулює потік теплоносія (нагрітої води) через установлений в радіаторі термостатичний вентиль. Термостатичний вентиль на радіаторі виконує ту ж функцію, що й звичайний вентиль (кран), тобто дозволяє регулювати потік води через радіатор, від'єднувати радіатор від системи. Зменшення подачі теплоносія в опалювальні прилади, приводить до зменшення витрати палива, що спалюється в котлі.

Можливість регулювання тепловіддачі опалювального приладу створює комфортний мікроклімат в приміщенні, а також зручність експлуатації окремих вузлів опалювальної системи в приміщеннях, де необхідно окреме регулювання температури повітря [24].

Установка датчика температури повітря в приміщенні визначає неузгодженість між поточною температурою повітря в приміщенні й заданою. Неузгодженість температур означає невиконання завдання й приводить до корекції температури теплоносія, що подається, якщо така корекція задана. Величина корекції заданої температури теплоносія, що подається (ТЗсм) обчислюється контролером автоматично у відсотках і може бути змінена на величину ± 100%. Діапазон зміни температури теплоносія в прямому трубопроводі керованого контуру лежить у межах від мінімальної температури, рівній температурі в приміщенні до максимальної, рівній температурі в прямому трубопроводі.

Програмне регулювання дозволяє в потрібний час перевести систему опалення на погодне регулювання по зниженому температурному графіку.

Для керування контуром гарячого водопостачання (ГВП) у контролері передбачене задання постійної температури на подачі води. Для гарячого водопостачання встановлюється температура теплоносія в діапазоні від 50 до 60 єC. Підтримка цієї температури здійснюється з урахуванням корекції по температурі в бойлері Т4.

На виході гарячої води з накопичувального резервуару встановлюється термостат (ТС) й за рахунок додавання холодної води через байпасний трубопровід забезпечує постійну температуру води на виході. Плавно регулює температуру в діапазоні від 40°С до 60°С.

5. Розробка стартап проекту

5.1 Опис ідеї проекту

Вимірювання кількості теплової енергії, що постачається й споживається в системах теплопостачання виконується на вузлах моніторингу. Вузол моніторингу - це комплект приладів і пристроїв, що забезпечує моніторинг та контроль теплової енергії, маси (об`єму) теплоносія, а також контроль та реєстрацію його параметрів. До складу комплекту приладів вузла моніторингу та контролю входять вимірювальні перетворювачі, теплолічильники, датчики, пристрій керування - контролер та пристрій зв'язку.

Прилади моніторингу та контролю- це прилади, які виконують одну або кілька функцій: вимірювання, нагромадження, зберігання, відображення інформації про кількість теплової енергії, маси (об`єму), температури, тиску теплоносія й часу роботи приладу.

Існує багато типів контролерів опалення. Є контролери, яким можна задати режим денних і нічних (знижених) температур у будинку (RVT-06), є контролери, що керують гарячим водопостачанням будинку (Стабіл). Контролер "Восьминіг" призначений для забезпечення комфортного й економічного режиму опалення приміщень. Термоконтроллер «Orvibo ZigBee» у комплекті з тепловою автоматикою (датчики температури, регулювальний клапан із приводом, циркуляційний насос), і.таке ін.

Ідея проекту - спроектувати автоматизоване керування тепловодопостачання постачанням житлових і службових приміщень адміністративної будівлі сучасною системою на базі зигби яка повинна:;

- підтримку в приміщеннях заданої температури за допомогою регулювання подачі теплоносія в систему опалення, з метою створення в опалювальному об'єкті більш комфортних умов та ощадливої витрати теплової енергії;

- автоматизоване керування гарячим водопостачанням;

- автоматизоване керування вентиляцією.

5.2 Автори та організація проекту

Призвіще, ім'я, по батькові	Місце роботи (для студентів - факультет, група), адреса ел. пошти	Підпис
Блоха Юрій Володимирович	НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського» ІЕЕ, ОА-71мп, магістр, y.bloha@mmdsmart.com
Прядко Сергій Леонідович	НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського» ІЕЕ, ст. викладач

5.3 Аналіз ідеї проекту

Пропонується обладнати адміністративну будівлю новітнім контролером та датчиками для моніторингу водо- та теплопостачання з підтримкою технології ZigBee. Порівняльний аналіз систем моніторингу наведено в таблиці5.1

Таблиця 5.1 Порівняльний аналіз систем моніторингу

Системи конкуренти	Усунення недоліків
Переваги	Недоліки
Orvibo ZigBee
· Дуже мале споживання енергії · масове впровадження · хороша працездатність в умовах інтенсивних сторонніх і взаємних перешкод. · простота застосування	· Погано підходить для датчиків з живленням від батарей · Максимальна пропускна здатність 2 Мб / с.	Встановлення додаткового аккумулятора для роботи в аварійному режимі.

5.4 Цілі та стратегія проекту

Застосування ZigBee дозволить вирішити проблему незручності моніторингу тепло- та водопостачання. Головні цілі та стратегії зведемо в таблицю 5.2

Таблиця 5.2. Головні цілі та стратегія

Складові бізнесу	Цілі та стратегії
Ринок	В основному країни-виробники Китай,Японія та Польша
Виробництво	ZigBee дозволяє відстежувати моніторинг тепло- та водопостачання без прокладки в будівлі кабелів.
Охорона праці	Згідно ст. 13 Закону України «Про охорону праці» забезпечення належних умов робо-ти працівників, створення нормативних значень параметрів мікроклімату з метою Попереджув-дження зниження їх працездатності являє-ся обов'язком роботодавця, за порушення якого він несе безпосередню відповідь-ність »..

.Склад апаратури для моніторингу зведемо в таблицю 5.3

Таблиця 5.3. Склад апаратури

Блоки, вузли та засоби автоматизації	Кількість
Центр управління	1
Контроллер	1
Датчики температури	8
Датчики тиску	8
Датчики витрати води	8
Охоронна система	1
Система пожежної безпеки	1
Система керуванням освітленням	1

Таблиця 5.4 Комплектуючі вироби

Найменування комплектуючих	Ціна одиниці,грн	Кількість, шт.	Сума, грн
Контроллер ORVIBO Mini Hub ZigBee	1180	1	1180
Датчик температури Xiaomi Aqara Smart Air	700	8	5600
Датчик тиску СДВ-І	360	8	2880
Датчик витрати воли RS 485	320	4	1280
Система охорони Ajax Hub	4020	1	4020
Датчик пожежної безпеки СПД-3	250	16	4000
Система пожежної безпеки Crow FW2	1200	1	1200
Світлодіоди:
Стабилизатори напруги:
7815	18	3	54
L7915CV	13	2	26
Разом 20240

Виходячи з перерахованого вище витрати на виготовлення електронного блоку складають: Ском =20240 грн

Далі робимо розрахунок накладних витрат.

Накладні витрати - це витрати, пов'язані з управлінням і обслуговуванням виробництва, які мають ряд загальних характеристик:

- носять комплексний характер, тобто в складі витрат відображаються всі економічні елементи;

- при випуску двох і більше виробів, ці витрати не можуть бути прямо віднесені на собівартість одного вироби і, тому, розподіляються між готовою продукцією з одного боку і незавершеним виробництвом з іншого боку.

У нашому випадку до статті накладних витрат можна віднести витрати на з'єднувальні дроти, олово, каніфоль, розробку та виготовлення принципових схем і документації, пошук інформації в Internet, витрачену на пошук інформації та монтаж макета електроенергію.

Розрахуємо накладні витрати, які становлять 9% від матеріальних витрат:

Нр =0.09 Ском (5.1)

Нр =0.09 793 = 1800 грн

Розрахунок собівартості виробу

Перед початком обчислення собівартості спроектованого електронного блоку давача межі «вугілля-порода» виконується розрахунок комплектуючих виробів, необхідних для його виконання. Розрахунок ведеться у вигляді таблиці, причому об'єднаємо функціональні блоки з тією метою, щоб не вести підрахунки кожного елемента і мікросхеми (таблиця 1).

Розрахунок собівартості виробу наведений в таблиці 5.6:

Таблица 5.6 Собівартість виробу

Найменування статей	Сума витрат,грн
Матеріали і комплектуючі	20240
Зарплата	35600
Соціальний податок	5725
Разом	61565

Розрахуємо договірну ціну, відрахування до бюджету та прибуток розробника електронного блоку.

Договірну ціну розрахуємо по формулі:

Цд = С ( 1 + 0.01 Нр ), грн. ( 5.2)

где - рентабельність

Цд = 61565 ( 1 + 0.01 25 ), = 76956 грн

Податок на додану вартість від договірної ціни порахуємо за допомогою :https://www.calkoo.com/ua/podatok-na-dodanu-vartist і він складе 12313 грн. Ціна за електронний блок, яка пропонується виробнику БШК складе

Цп =89268 грн.

Податок на прибуток складе 16% від виручки з продажів електронного блоку і визначається за формулою:

Нп = (Цп + ПДВ) 0,16 грн

Нп = (89268 + 12313) 0,16 = 16252 грн

Таким чином чистий прибуток можна розрахувати по слідуючий формулі:

Пч = Цп - Нп грн

Пч = 89268 - 16252 =73016 грн

5.4 Висновки до розділу 5

Впровадження системи `Розумний дім` на бездротовій технології ZigBee

З пожежною,охоронною та системами моніторингу принесе чистий прибуток в суммі 73016 гривень.

Размещено на Allbest.ru

...