Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий

• Автор: Морозов, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Выводы
1. Обзор существующих систем уравнений теплового баланса помещения, используемых при регулировании расхода тепла на отопление
1.1. Система дифференциальных уравнений теплового баланса помещения в частных производных
1.2. Уравнение теплового баланса помещения в частотной области
1.3. Описание теплового баланса помещения во временной области при помощи одного дифференциального уравнения
1.4. Сравнительная характеристика существующих описаний теплового баланса
Выводы по первой главе
2. Предложенная система уравнений теплового баланса помещения и ее использование в основе классических алгоритмов регулирования
2.1. Способ описания поведения температуры внутреннего воздуха в помещении при помощи системы из двух дифференциальных уравнений теплового баланса
2.2. Анализ взаимосвязи управляющих тепловых воздействий и алгоритмов регулирования расхода тепла на отопление
2.3. Использование системы уравнений теплового баланса в основе классического ПИ-алгоритма для определения уровня управляющего воздействия при форсированном на
греве
2.4. Определение уровня управляющего воздействия при форсированном нагреве с использованием предложенного опи-

сания теплового баланса
2.5. Анализ влияния погрешностей определения тепловых постоянных времени на точность формирования управляющего воздействия
Выводы по второй главе
3. Исследование путей повышения эффективности регулирования тепла на основании предложенного описания теплового баланса помещения
3.1. Исследование эффективности использования предложенной системы дифференциальных уравнений вместо известной при регулировании расхода тепла на отопление с экстраполяцией температуры внутреннего воздуха
3.2. Исследование эффективности использования предложенной системы дифференциальных уравнений вместо известной при регулировании расхода тепла на отопление с экстраполяцией температуры внутреннего воздуха
Выводы по третьей главе
4. Анализ влияния вариантов представления данных об удельной энтальпии на погрешность систем учета и регулирования тепла
4.1. Анализ уравнений состояния воды
4.2. Анализ известных вариантов представления данных об удельной энтальпии
4.2.1. Традиционный метод вычисления тепловой мощности (с использованием к-фактора)
4.2.2. Способ представления данных об удельной энтальпии, используемый в теплосчетчиках 8А94
4.3. Новые варианты представления данных об удельной энтальпии
4.3.1. Представление данных об удельной энтальпии при

измерении Рь ТьвьРг, Т2, С2
4.3.2. Представление данных об удельной энтальпии при
измерении Ть Т2, вь С2 (р1 и р2 - не измеряются)
4.3.3 Сравнение предложенного варианта 1.1 с вариантом, приведенным в МИ 2412
Выводы по четвертой главе
5. Экспериментальное подтверждение эффективности предложенной системы описания теплового баланса помещения в здании, в котором отсутствуют люди в течение части суток
5.1. Методика экспериментального определения постоянных времени ограждений и воздушного объема помещений
5.2. Анализ данных, полученных в результате экспериментов, подтверждающих систему из двух дифференциальных уравнений
Выводы по пятой главе
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Акты внедрения
Приложение 2. Программа на языке МАТЬАВ 6.0, моделирующая процесс регулирования расхода тепла на отопление с использованием известного и предложенного описания теплового баланса помещения 139 Приложение 3. Вычисление ориентировочных значений постоянных времени ограждений и воздушного объема на основании теплофизических свойств материалов
Приложение 4. Программа для вычисления удельной энтальпии
Приложение 5. Методика экспериментального определения постоянных времени на основе известного дифференциального уравнения
Приложение 6. Программа на языке МАТЬАВ 6.0 для оценки тепловых постоянных времени по экспериментальным данным

и среднеквадратическое отклонение управляющего воздействия от требуемого значения итр - Твтр = 1 [16]
~~~/(и_иВТр)2б1. (2.35)
хн о
В табл. 2.3 приведены результаты моделирования работы ПИ-алгоритма на основе известного описания теплового баланса.
Таблица 2
Результаты моделирования работы ПИ-алгоритма на основе известного описания теплового баланса при форсированном нагреве
Кп Ти,ч Stb Su
141 00 0,1531 21,28
120 105 0,1556 20,89
100 25,5 0,1640 19,99
Табл. 2.3 показывает, что использование предложенного описания теплового баланса, учитывающего как малую постоянную времени воздушного объема, так и большую постоянную времени массивных ограждений, позволяет получить набор коэффициентов алгоритма регулирования, который дает минимум среднеквадратического отклонения выходной величины. Данный набор коэффициентов дает меньшее СКО управляющего воздействия, чем коэффициент пропорциональности в сочетании с бесконечной постоянной интегрирования. В то же время, при использовании известного описания теплового баланса при малом требуемом времени установления минимизация критериев качества за счет изменения постоянной интегрирования практически невозможна. Использование настройки ПИ-регулятора с бесконечной постоянной интегрирования на основании известного описания теплового баланса для предложенного описания дает значения критериев качества STb =0,0768, Su =10,35. В этом случае предложенное описание теплового
баланса считается неизвестным, однако фактическое наличие малой постоянной времени воздушного объема дает возможность быстро снизить уровень управляющего воздействия. Таким образом использование