Мехатронная система управления микроклиматом в зданиях на базе нечеткой логики

• Автор: Аль Джубури Иссам Мохаммед Али
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Этапы формирования понятия «Интеллектуальное здание»
1.2 Технико-экономические аспекты интеллектуальных зданий для поддержания и регулирования микроклимата в помещениях
1.3 Особенности построения интеллектуальных систем поддержания и регулирования микроклимата в помещениях зданий
1.4. Принципы функционирования системы «Интеллектуальное здание»
1.5. Особенности управления параметрами воздушной среды в помещениях зданий и сооружений на основе методов нечеткой
логики
1.6. Постановка задачи исследований
1.7. Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА В ЗДАНИЯХ
2.1. Особенности построения тепловой модели здания
2.2. Математическое описание теплоизоляционных систем зданий
2.3. Математическое описание микроклимата в помещении
2.4. Схема замещения модели здания
2.5. Тепловая модель здания
2.6. Результаты моделирования
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. СИСТЕМЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВ-ЛЕНИЯ
МИКРОКЛИМАТОМ В ПОМЕЩЕНИЯХ
3.1. Автоматическое регулирование на основе нечеткой логики

3.2. Системы управления микроклиматом зданий с применением нечеткой логики
3.3. Моделирование системы управления микроклиматом
3.4. Выводы по главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ
4.1. Состав и назначение экспериментальной системы управления микроклиматом
4.2. Аппаратная реализации системы управления микроклиматом
4.3 Методика проведения экспериментов
4.4. Результаты экспериментальных исследований
4.5 Рекомендации по созданию мехатронных систем регулирования
микроклимата в зданиях и сооружениях
4.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. К современным зданиям и сооружениям предъявляются повышенные требования с точки зрения комфортности и здоровых условий среды обитания человека, а также экономичности их эксплуатационных режимов. Постоянно растущие цены на электроэнергию, водо- и теплоснабжение, потребление которых в народном хозяйстве страны превышает 40% вырабатываемой первичной энергии, заставляют проектировщиков искать и использовать ресурсосберегающие технологии, теплоизоляционные материалы, с целью снижения потерь тепла в зимний и расхода электроэнергии на охлаждение воздуха — в летний периоды. Это позволяет, в итоге, снизить эксплуатационные расходы, но влечет за собой новые проблемы, связанные с качеством вдыхаемого воздуха. Снижение доли свежего воздуха в изолированном помещении при его обогреве или кондиционировании приводит к вредным для здоровья человека последствиям. В помещениях зданий при этом также провоцируется, например, образование плесени и грибков, что негативно сказывается на сроке его службы. Неконтролируемое спонтанное проветривание ведет, в свою очередь, к нецелесообразному расходу энергии и сводит на нет эффект от реализации указанных выше дорогостоящих мероприятий.
Использование классических методов для решения проблем оптимизации режимов теплоснабжения и регулирования микроклимата в помещениях зданий и сооружений связано с необходимостью проведения их математического моделирования в каждом случае, когда осуществляется перепланировка помещений или изменяется состав оборудования, используемого для их жизнеобеспечения. Связанные с этим затраты труда и времени высококвалифицированного персонала весьма велики. Применение для реализации этих целей информационно-измерительных средств и систем связано с инсталляцией сложных коммуникаций из-за необходимости

Внешний А воздух
Обратный
воздух
Б В Г Д Е Ж
Выпускной
воздух
Подача воздуха
охлаждение
нагревание
Рис. 1.8. Общая структура системы ОВКВ здания офиса:

А — модуль для смешивания отработанного и свежего воздуха; Б — фильтр для очистки воздуха; В — блок для предварительного нагрева поступающего воздуха; Г -увлажнитель воздуха; Д — охладитель для снижения температуры и влажности подаваемого воздуха; Е — блок для повышения температуры воздуха после увлажнения; Ж — вентилятор для подачи воздуха; 3 — увлажнители, обеспечивающие регулирование потока воздуха в комнаты; К — блок для отбора тепла из отводимого воздуха; И — вентилятор для отвода воздуха
Интеллектуальная система управления кондиционированием в состоянии предвидеть любые неполадки, тем самым, обеспечивая надлежащие меры для достижения температурного комфорта для всех обитателей здания, с возможно низким уровнем потреблением энергии. Наконец, система управления должна обладать тремя особенностями, а именно, высоким быстродействием, способностью экономить энергию и устойчивостью в работе.
Предыдущее означает, что управление должно осуществляться достаточно быстро во избежание существенных отклонений режимов работы от заданных значений. Так как подобные отклонения вызывают как температурный дискомфорт, так и нестабильную работу, то они должны устраняться.