Merkezi Isıtma Sistemlerinde Verimi Artırmak İçin Dinamik Kontrol ve Otomasyon Uygulaması

Bu çalışmada, merkezi ısı santrallerinde enerjiden tasarruf etmek ve kullanılan enerjiden tam fayda sağlamak için dinamik kontrol ve otomasyon uygulaması gerçekleştirilmiştir. İlk olarak merkezi ısıtma sisteminin kumanda ve denetimini yapabilmek için gerekli tüm alt yapı hazırlandı. Daha sonra sistemi kontrol edecek otomasyon programı tasarlandı. Program otomatik ve manuel konum olmak üzere iki şekilde dizayn edildi. Manuel konumda sisteme istenildiği gibi müdahale edilebilmektedir. Otomatik konumda ise merkezi ısıtma sistemi sistem bilgisayarı tarafından dinamik kontrolü yapılmaktadır. Kontrol için eşanjörlerin gidiş-dönüş suyu sıcakları, hatların basınç bilgileri, sirkülasyon pompaları çalışma bilgileri, motorlu vana bilgileri, genleşme tankları basınç bilgileri, sıvı seviye, sıvı akış bilgileri ve dış hava sıcaklığı bilgisi kullanılmıştır. Kontrol ekipmanlarında PID denetleyici, set değerleri ve bekleme zamanını belirlemede eğri uydurma metotları kullanılmıştır. Gerçekleştirilen uygulama birçok açıdan merkezi ısı santrallerinde ilk olma özelliğini taşımaktadır. Bu sistem ile önemli ölçüde tasarruf hedeflenmekte, yapılan ölçümlerde sistemin veriminin arttığı görülmüştür. Önerilen bu uygulamanın yaygınlaşması, doğalgaz ithalat bağımlılığımızı azaltmada büyük katkılar sağlayacaktır.

Anahtar Kelimeler:

Merkezi ısıtma sistemi, Dinamik kontrol, Otomasyon, PLC

Dynamıc Control And Automatıon Applıcatıons To Increase Effıcıency İn Central Heating Systems

In this study, dynamic control and automation that can be used to save and ensure the full benefit from the energy used in central heating plants application has been realized. To be able to control in central heating system with the proposed technique, all the necessary infrastructure were prepared. Then the system controlled with the designed automation program. The program has been prepared for automatic and manual control mode. In automatic mode, the central heating systems are controlled by the computer system dynamically. The following information were used for the control as a control input parameters. Heat exchanger return trip water temperature data, lines' pressure information, circulation pumps work information, motorized valve information, expansion tank pressure information, fluid level information, fluid flow of information and knowledge outside air temperature. PID controllers were used in all control equipment parts. Curve fitting methods were employed to determine set values and the waiting time. The realized application has a novelty in central heating applications if the proposed system is taken as whole with different aspects. Application of the proposed system provides considerable energy saving, and the results showed that the system increases the efficiency of the heating system. The widespread usage spread of the system on heating applications will reduce our dependence on gas imports and will make a great contribution to economy.

Keywords:

Central heating system, Dynamic control, Automation, PLC,

PDF

___

[1] Enerji ve Tabii Kaynaklar bakanlığı 2014 yılı TBMM Plan ve Bütçe Komisyonu’na sunuş metni, 14 Kasım 2013.
[2] B., B., Alagöz, A., Ateş, C., Yeroğlu, Hata-Küpü Kontrol Yapısının Teorik İncelenmesi, Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013, 26-28 Eylül 2013, Malatya.
[3] http://hilmi.trakya.edu.tr/ders_notlari/Otomatik_kontrol/Otomatik_Kontrol_6_PID.pdf .
[4] http://kisi.deu.edu.tr/aytac.goren/MAK3026/h5.pdf
[5] Yılmaz A.S., Yanıkoğlu E., Turan M., “Enerji Sistemlerinde PID Denetleyiciler İle Yük Frekans Denetimi” SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2(1997) 105-109.
[6] Ural A., Boz A. F.,” PID Kontrolörü İçin Arabirim Tasarımı” SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6.Cilt 1. Sayı (Mart 2002) s.26-31.
[7] Yazıcı İ., Özdemir A., Vatansever F., “Kendinden Ayarlamalı Sayısal PID Tasarımı”, SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6.Cilt 1. Sayı (Mart 2002), 73-75.
[8] Topcu A., Bilgisayar Destekli Numerik Analiz, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 2014.
[9] Altıntaş A., Tristör Ve Triyak Harmoniklerinin 3 Boyutlu Gösterimi ve Toplam Harmonik Bozunuma Eğri Uydurma, Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi 2004 10 (3) 415-421.
[10] http://www.baskent.edu.tr/~afet/dersler/genel_matematik_2/dersnotlari_listesi/DERS_%207.pdf.
[11] Horasanlı M.,” Powell Yöntemi İle Çok Değişkenli Fonksiyonların Hata Kareleri Toplamı Minimizasyonunun Eğri Uydurma Problemlerine Uyarlanması”, İ.Ü. İşletme Fakültesi İşletme Dergisi Nisan 2005 C:34 Sayı:1 Sayfa 27-40.
[12] Engiz B. K, Kurnaz Ç, Sezgin H., “DFBÇ Sisteminde Eğri Uydurma Yöntemleri Kullanılarak En Uygun Pilot Aralığının İfade Edilmesi”, 2014 IEEE 22nd Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU 2014).
[13] Su niteliği için referans değerler, VDI Yönetmeliği 2035-2.
[14] KSB, Etanorm SYA tip işletme talimatı, 1220.8/2-82 G3.
[15] Alarko Carrier, Isıtma, Teknik Bülten Sayı:58 Kasım 2013.
[16] http://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/sicaklik-analizi.aspx?s=m#sfB/20.02.2015