Моделирование процессов теплоснабжения зданий для прогнозирования температуры воздуха в помещениях

• Автор: Кириллов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Анализ подходов к моделированию и управлению теплоснабжением общественных зданий

1.1. Современные подходы к управлению системами теплоснабжения

1.2. Принципы организации автоматизированных систем коммерческого учета энергопотребления.
1.3. Анализ факторов, определяющих тепловую обстановку в помещениях общественных зданий.

1.4. Анализ подходов к моделированию температуры воздуха в помещениях

1.5. Постановка цели и задач исследования.

Глава 2. Математические модели процессов теплоснабжения общественных зданий

2.1. Описание системы теплоснабжения объекта исследования.

2.2. Проведение пассивного эксперимента по определению температуры воздуха в помещениях

2.3. Разработка математической модели температуры воздуха в помещении

2.3.1. Разработка модели температуры теплоносителя в подающем трубопроводе
2.3.2. Разработка модели расхода теплоносителя в подающем трубопроводе
2.3.3. Разработка модели температуры теплоносителя в обратном
трубопроводе
Глава 3. Алгоритмы адаптивной идентификации модели температуры воздуха в помещении и моделей свойств циркулирующего в системе теплоснабжения теплоносителя.
3.1. Предварительная обработка технологической информации
3.2. Разработка алгоритма адаптивной идентификации моделей свойств циркулирующего в системе теплоснабжения теплоносителя
3.3. Разработка алгоритма адаптивной идентификации модели температуры воздуха в помещении общественного здания.
3.4. Проверка адекватности моделей.
Глава 4. Программное обеспечение для решения задач построения прогноза температуры воздуха в помещении и контроля свойств теплоносителя
4.1. Характеристика системы отопления объекта исследования
4.2. Описание комплекса программнотехнических средств сбора, передачи и хранения технологической информации.
4.3. Функциональная структура программного комплекса.
4.4. Структура информационного обеспечения программного комплекса
4.5. Состав и структура программного комплекса для решения задач сбора технологической информации и прогнозирования температуры воздуха в помещениях.
Заключение
Список литературы


В первой главе диссертации проанализированы современные подходы к моделированию и управлению процессами теплоснабжения общественных зданий. В первом разделе главы проанализированы подходы к управлению отопительными системами жилых и общественных зданий. Рассмотрены особенности применения автоматических и автоматизированных систем управления подачей тепла. Во втором разделе рассмотрены принципы организации приборного контроля параметров системы теплоснабжения. Рассмотрены существующие подходы к построению систем коммерческого учета энергопотребления и специфика их функционирования. Проанализированы достоинства и недостатки систем коммерческого учета энергопотребления. В третьем разделе главы выделены факторы, определяющие тепловую обстановку в помещениях общественного здания. Отмечена роль теплового режима здания в целом в формировании температуры воздуха в помещениях. В четвертом разделе рассмотрены методы моделирования тепловой обстановки помещений общественных зданий при наличии измерительной информации о параметрах системы теплоснабжения. Проанализированы факторы, определяющие температуру воздуха в помещениях общественного здания. Рассмотрены существующие подходы к моделированию температурной обстановки помещений жилых и общественных зданий, описана возможность использования численных методов, которыми можно воспользоваться для адаптивной идентификации моделей тепловой обстановки. Рассмотрение систем теплоснабжения общественных зданий и методов моделирования их технологических режимов и свойств, следует начать в первую очередь, с изучения общепринятой методики деления систем автоматического регулирования теплоснабжением рис. Для управления большими системами, к которым относится и система теплоснабжения, используется подход, основанный на декомпозиции сложной системы на ряд иерархических уровней. На уровне теплогенерирующих организаций используется методика распределения теплоты, основанная на отопительном графике. Отопительный график использует только один фактор регулирования среднесуточную наружную температуру, не учитывает влияние на тепловую нагрузку скорости и направления ветра, облачности, влажности воздуха, внутренних тепловыделений и солнечной радиации . В результате снижается эффективность использования тепловой энергии в различных зданиях и разных помещениях одного здания . При этом, зачастую, на практике само понятие отопительного графика трактуется теплоподающими организациями как зависимость температуры обратного трубопровода от температуры подающего, что естественно в корне не верно. Кроме того, в последние годы многим производителям тепловой энергии по ряду причин приходится значительно снижать температуру теплоносителя анализ температурных графиков за отопительные периоды г. С, при проектных значениях 0 С, что сделало невозможным использование дешевых водоструйных элеваторов 2. V
I
в
о
Я

о

я
О. Отказ от использования смесительных устройств, как показывает анализ фактического и проектного теплопотреблений приводит к значительному перерасходу тепловой энергии при температурах наружного воздуха выше С 1 и существенному ухудшению тепловой обстановки в помещениях обслуживаемого здания при более низких температурах. Центральный отпуск теплоты дополняется регулированием на промежуточных ступенях районной, групповой и местной . Это делается с целью повышения эффективности управления путем его децентрализации. Одно из направлений районирования сетей создание тепловых пунктов, на которых осуществляется управление температурным и гидравлическим режимами, отключение и перевод сетей на специальный режим в аварийных ситуациях . Групповое регулирование осуществляется на центральных тепловых пунктах ЦТП ,3. Особенно эффективно такое управление по уточненному, учитывающему особенности присоединения здания к ЦТП, графику , , . График корректируется с учетом отклонения температуры воздуха в обслуживаемом здании . Непосредственно на вводе в здание осуществляется местное позонное изменение теплопоступлений всей системы отопления здания или его отдельных частей 1, , , . Зачастую каждое отдельное здание обслуживается индивидуальным тепловым пунктом ИТП.