Разработка структурно-алгоритмического обеспечения и повышение эффективности управления процессом стабилизации температуры воздуха в автономно отапливаемом производственном помещении

• Автор: Кашинский, Антон Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 185 с. : ил.

1Л. 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 Способ описания поведения температуры в помещении при помощи системы из двух дифференциальных уравнений теплового баланса

1.5 Математические модели тепловых объектов на базе передаточных функций.

1.6 Уравнение теплового баланса для газотеплогенератора котла.

1.7 Структура систем управления.

1.8 Регуляторы

1.9 Алгоритм управления.

1. Газовые теплогенераторы водонагреватели и средства управления ТеПЛОВЫХ КОхМПЛКСОВ

1. Постановка задач диссертационной работы
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ГАЗОТЕПЛОГЕНЕРАТОРА И ОТАЛИВАЕМОГО ПОМЕЩЕНИЯ АВТОНОМНОГО ВОДЯНОГО ТЕПЛОВОГО КОМПЛЕКСА
2.1 Помещение с автономным отоплением котл .
2.2 Исследование динамики типового комплекса газовый теплогенераторотапливаемое помещение.
2.3 Тепловой баланс индивидуального теплового комплекса газотеплогенсратор отапливаемое помещение.
2.4 Определение коэффициента аккумуляции теплоты исследуемого помещения.
2.5 Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. СИНЕТЕЗ СТРУКТУР, АЛГОРИТМОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ АВТОНОМНЫХ ВОДЯНЫХ ТЕПЛОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ГАЗОВЫЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ОТАПЛИВАЕМОЕ ПОМЕЩЕНИЕ
3.1 Обобщнные информационно логико динамические функции элементов и устройств тепловых комплексов.
3.2 Информационно логико динамическая структура газотеплогенератора котла.
3.3 Информационно логико динамическая структура модель отапливаемого помещения
3.4 Прогностическое опережающее регулирование температуры в
помещении
3.4.1 Энергосберегающий режим натопа помещения.
3.5. Критерий энергоэффективности управления индивидуальным тепловым комплексом газовый теплогенератор отапливаемое помещение
3.6 Метод двойной зоны допуска регулирования температуры в
отапливаемом помещении.
3.7. Обобщенная логико динамическая структура модель автономного водяного теплового комплекса газотеплогенератор отапливаемое
помещение.
3.8 Критерий коэффициент компенсации возмущающих воздействий наружной температуры при прерывистом релейном регулировании стабилизации температурного режима микроклимата в отапливаемом помещении
3.9 Логикодинамическая кольцевая модель схема управляемых тепловых процессов в отапливаемом помещении при релейном логическом
автоматическом управлении методом двойной зоны допуска
ЗЛО К вопросу синтеза алгоритмов программ автоматического управления
тепловыми режимами автономных водяных комплексов
3. Выводы но третьей главе
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕН ТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОНОМНОГО ИНДИВИДУАЛЬНОГО ВОДЯНОГО ТЕПЛОВОГО КОМПЛЕКСА ГАЗОТЕПЛОГЕНЕРАТОР ОТАПЛИВАЕМОЕ ПОМЕЩЕНИЕ В ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ РЕЖИМАХ ДВОЙНОЙ ЗОНЫ ДОПУСКА.
4.1. Экспериментальные исследования перерегулирования перебегов
температуры в помещении в зависимости от величины задержек
Перерегулирование 5 температуры в помещении при нагреве помещения
при уменьшении мощности температуры котла.
Перерегулирование температуры в помещении при охлаждении помещения и
при увеличении мощности котла.
4.2 Опережающее отопление помещений.
4.3. Отопление помещений в режиме натопа
4.4 Экспериментальные переходные процессы при регулировании
температуры в помещении методом двойной зоны допуска
Определение критерия Кккомпенсации
4.5 Экономичность комплекса при регулировании температуры в помещении методом двойной зоны допуска
4.6 Рекомендации по выбору системы автоматического регулирования САР для инженерного рения задач автоматизации автономных водяных тепловых комплексов производств
4.7 Выводы по четвртой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы


По теме исследований опубликовано научных работ, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, получен один патент РФ на полезную модель. Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и основные направления исследований, приведены краткие аннотации глав диссертации. В первой главе рассмотрены основные требования к работе автономных индивидуальных водяных тепловых комплексов газотеплогенераторотапливаемое помещение, к которым относятся энергоэффективность и комфортность отапливаемых помещений, дан обзор существующих систем уравнений, структур тепловых комплексов, анализ этих структур, алгоритмов управления, поставлена задача исследования, решение которой связано с совершенствованием структур и способов управления комплексов. Во второй главе приведены результаты экспериментального исследования автономного водяного теплового комплекса газотеплогенератор отапливаемое помещение, состоящего из газотеплогенератора котла ,7кВт и отапливаемого производственного помещения полигон помещения м2, выявлены особенности автономных водяных тепловых комплексов как объектов управления. В третьей главе представлены аналитические зависимости опережающего прогностического управления температурой воздуха в отапливаемом помещении. Предложен критерий энергоэффективности управления тепловым комплексом, способ высокоточного регулирования температурного режима микроклимата помещения. Исследовано влияние задержек и постоянных времени тепловых процессов на качество и точность регулирования температуры в помещении. Разработан критерий коэффициент компенсации возмущающих воздействий наружной температуры при прерывистом релейном регулировании стабилизации температурного режима микроклимата в отапливаемом помещении. Составлена логикодинамическая кольцевая модель схема управляемых тепловых процессов в отапливаемом помещении при релейном логическом автоматическом управлении методом двойной зоны допуска. В четвертой главе приведены результаты натурных экспериментальных исследований автономного водяного теплового комплекса в энергосберегающих режимах, аналитические зависимости для оценки энергоресурсосбережения в тепловых комплексах при регулировании методом двойной зоны допуска. Даны рекомендации по выбору системы автоматического регулирования САР для инженерного рения задач автоматизации автономных водяных тепловых комплексов производств. ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ УРАВНЕНИЙ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПОМЕЩЕНИЯ, ГАЗОТЕПЛОГЕНЕРАТОРА, СТРУКТУР СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, РЕГУЛЯТОРОВ И АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ КОМПЛЕКСОВ. В этом случае помещение описывается с помощью системы взаимосвязанных дифференциальных уравнений теплового баланса и частных производных. Одно из уравнений представляет собой уравнение теплового баланса воздушного объема помещения, остальные уравнения представляют собой уравнения теплового баланса отдельных ограждений. Коэффициенты этих уравнений определяются теплофизическими свойствами воздуха и материалов, из которых изготовлены ограждения, в частности, теплоемкостью и плотностью воздуха, а также теплоемкостью, плотностью, теплопроводностью материалов, из которых изготовлены ограждения коэффициентами поверхностного теплообмена ограждений и их геометрическими размерами. Данная система уравнений учитывает, что теплофизические свойства ограждений являются функцией пространственной координаты, причем ось координат направлена сквозь толщу ограждения перпендикулярно его поверхности. Это означает, что коэффициенты рассматриваемой системы уравнений зависят от пространственной координаты, и решение ее будет весьма громоздким сложным и неудобным для практического использования даже при многочисленных допущениях, которые будут приведены далее . М потоки воздуха, непосредственно передаваемые или удаляемые из помещения, кгч. Одно из уравнений представляет собой уравнение теплового баланса воздушного объема помещения, остальные уравнения представляют собой уравнения теплового баланса отдельных ограждений.