Предположим, что отпуск тепла выполняется в двухтрубной системе теплоснабжения. У всех потребителей есть АИТП, оснащённые регуляторами и для системы отопления, и для ГВС. При таком положении дел просматривается возможность уменьшения расхода сетевой воды, соответственно – сокращения потребления электроэнергии сетевыми насосами. Здесь уместно говорить об уменьшении расхода сетевой воды относительно так называемой “расчётной” величины. Для реализации этого необходимо оптимизировать параметры теплоносителя на выводах источника тепла: температуру прямой сетевой воды и располагаемый напор.

Температура прямой сетевой воды

Необходимо перейти на немного более высокий температурный график. Например, с “95–70 для tвв=20°C” на “100–75 для tвв=25°C”. Думаю, что значительно повышать график не стоит хотя бы из соображений безопасности: желательно, чтобы при отказе регулятора в АИТП температура поверхности отопительных приборов могла вырасти несущественно, а также желательно минимизировать тяжесть последствий в случае аварийного выброса теплоносителя.

Располагаемый напор сетевой воды

Было бы логично при уменьшении отпуска тепла (при уменьшении расхода сетевой воды) уменьшать перепад давления сетевой воды на выводах источника тепла, так как он требуется уже не в полной мере. Наиболее значительное сокращение потребления электроэнергии можно получить при эксплуатации сетевых насосов, оснащённых частотно-регулируемым электроприводом (уменьшение у насоса расхода и напора одновременно). ПИД-регулятор этого электропривода должен поддерживать перепад давления сетевой воды на выводах источника тепла в зависимости от расхода сетевой воды:

В простейшем виде задание для ПИД-регулятора может быть, например, таким: Δp=0,01V (Δp=0,01G), то есть увеличение расхода в два раза будет приводить к увеличению перепада давления также в два раза. Расчётный режим в данном случае может быть, например, следующим: требуемый расход сетевой воды – 100 м³/ч, он обеспечивается перепадом давления 1 кгс/см² (Kv теплосети=100).

При уменьшении расхода сетевой воды ПИД-регулятор будет понижать перепад давления. Нетрудно подсчитать, что при данном регулировании возможен, например, такой режим: расход сетевой воды – 49 м³/ч, перепад давления – 0,49 кгс/см² (Kv теплосети=70).

Но если рабочая точка окажется в начале координат (нулевой расход, нулевой перепад давления), то будет получено устойчивое состояние: произойдёт “защёлкивание”. Чтобы избежать этого, в задании необходимо сделать своего рода “излом” и установить величину минимально допустимого перепада давления на выводах источника тепла:

Для начала можно попробовать принять за такую величину самый низкий располагаемый напор из тех, что есть у потребителей в расчётном режиме.

С целью повышения устойчивости регулирования желательно увеличить угол между графиком располагаемого напора и полупараболой сопротивления теплосети. Сделать это можно, выполнив спрямление над “изломом”:

P.S. Сейчас мне больше интересен другой вариант: без ПИД-регулятора. Что, если взять от расходомера токовый сигнал и через вычислитель квадратного корня (“Овен” ТРМ1) подать его на вход задания частоты?..

Благодаря извлечению корня, предполагаемая характеристика насоса стала не просто возрастающей, а выпуклой. Это способствует более устойчивому регулированию при перемещении рабочей точки по графику в диапазоне расхода “30–100” чем с изображённой ниже прямой линией.

...А после повышения минимальной частоты предполагаемая характеристика насоса стала ещё более привлекательной: кривая повернулась так, что увеличился угол между ней и полупараболой сопротивления теплосети.