Автоматизация процесса отопления распределенного комплекса зданий с алгоритмами управления, учитывающими климатические факторы

• Автор: Потапенко, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Введение.

Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И

ФОРМУЛИРОВКА ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ существующих направлений автоматизации процессов отопления зданий.

1.2. Особенности технических решений систем автоматизации централизованного теплоснабжения зданий.

1.3. Анализ методов расчета и математических моделей систем отопления зданий

1.4. Основные направления в управлении и компьютерной диспетчеризации распределенными энергосистемами.

1.5. Выводы по проведенному обзору. Формулировка цели и задач исследования

Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОТОПЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ
2.1. Особенности процесса отопления распределенного комплекса зданий РКЗ как объекта управления

2.2. Экспериментальные исследования динамических свойств объекта управления

2.3. Разработка математической модели управления процессом отопления здания
2.4. Параметрическая идентификация объекта управления
2.5. Разработка критериев оценки эффективности управления процессом отопления РКЗ на основе целевой декомпозиции
Выводы по главе.
Глава 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОТОПЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ.
3.1. Особенности управления процессом отопления здания с учетом климатических факторов
3.2. Анализ динамики системы управления процессом отопления здания методом фазовой плоскости.
3.3. Оценка эффективности управления процессом отопления по выбранным критериям с помощью имитационного моделирования.
3.4. Разработка алгоритмов и системы управления процессом отопления РКЗ, обеспечивающих энергосбережение.
Выводы по главе.
Глава 4. РАЗРАБОТКА СТРУКТУР И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ АСДУ ПРОЦЕССОМ ОТОПЛЕНИЕЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.
4.1. Разработка структуры АСДУ отоплением РКЗ с учетом температурных режимов фасадов и основных особенностей 3х уровней управления
4.2. Особенности автоматизированного мониторинга систем отопления в составе АСДУ.
4.3. Разработка АРМ диспетчера верхнего уровня АСДУ отоплением РК3.
4.4. Построение системы удаленной диспетчеризации для доступа к ресурсам АСДУ посредством сотовых сетей .
4.5. Анализ эффективности применения АСДУ в целом на примере демонстрационной зоны по энергосбережению БГТУ им. В.Г. Шухова
Выводы по главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При эксплуатации систем с термостатами на нагревательных приборах с одновременным использованием авторегулирования температуры теплоносителя в ИТП установлено, что по стоимости такое решение отнесенное к обшей площади помещений составляет порядка 0 рубм2. В тоже время, если ограничиться применением систем автоматизации с пофасадным регулированием отопления в здании, то затраты составили бы рубм2. Кроме того, при использовании термостатов на нагревательных приборах с вертикальной однотрубной системой отопления основная система отопления зданий принятая в РФ необходимо проводить дополнительные затратные мероприятия, связанные с установкой перемычек на нагревательных приборах, чтобы при закрытии термостатов теплоноситель поступал к следующему нагревательному прибору. Известны подходы и технические решения в виде пофасадного регулирования на основе тепловых пунктов с системами автоматического регулирования и учета тепловой энергии . При этом следует провести анализ предлагаемых подходов пофасадного регулирования в системах отопления зданий. В рассматривается целесообразность использования индивидуального автоматического регулирования на отопительных приборах и совместного пофасадного регулирования в системе отопления. В этом случае задача пофасадного регулирования сводится к снижению теплоотдачи стояками освещенного фасада здания. Анализ пофасадного регулирования температурного режима здания с использованием ИТП показывает следующее. Этот подход целесообразен для протяженных в плане зданий относительно южной и северной сторон здания. В этом случае в осеинсвссенний отопительный период с южной стороны в помещениях здания температура выше за счет дополнительного их обогрева солнечным тепловым излучением, по сравнению с помещениями с противоположной стороны здания. При пофасадном регулировании температурного режима каждая из сторон здания имеет собственные узлы регулирования тепловой энергии. Однако конструкция фасадов современных зданий, а также конфигурация и компоновка самих зданий практически исключают возможность строгого определения двух зон, характерных по величине интенсивности солнечной радиации. Такое техническое решение также нельзя применять при реконструкциях в зданиях типа башня, где невозможно произвести разделение системы отопления на фасадные. Кроме того, пофасадиос регулирование предполагает, как минимум, удвоение количества элементов автоматизации, которые могут не окупиться . В отличие от элеваторных узлов, система автоматического регулирования для энергоэффективных ИТП согласно рекомендациям , состоит из трех основных частей, каждая из которых содержит определенные приборы и оборудование. Сетевая часть узлов автоматического контроля и регулирования включает узлы учета теплопотреблення теплосчетчик с комплектом первичных измерительных приборов фильтры на подающем и обратном трубопроводах регулятор перепада давления прямого действия. Циркуляционная часть узлов автоматического регулирования включает циркуляционные насосы обратный клапан. При этом важно отмстить, что многочисленные испытания энергоэффективных тепловых пунктов с системами автоматического регулирования тепловой энергии на протяжении многих сезонов подтвердили их надежность и эффективность в России , . Особенности технических решений систем автоматизации централизованного теплоснабжения зданий Среди существующих систем автоматизации можно выделить 6 ступеней автоматического управления применительно к системам централизованного теплоснабжения, которые представлены в табл. Каждая ступень управления характеризуется своими целями и задачами управления. К ступеням относятся задачи управления теплоснабжением распределенных энергосистем, причем уровень распределенности снижается с увеличением ступени от 1 до 3. К ступеням относятся задачи управления системами отопления и ГВС. При создании ЛСДУ распределенными энергосистемами комплекса зданий с ИТП необходимо более подробно рассмотреть ступени . Местное регулирование. С точки зрения управления системой отопления и ГВС можно выделить следующие основные системы контроля и регулирования в ИТП, в зависимости от типов централизованного теплоснабжения зданий .