Моделирование динамических режимов и исследование автоматизированных систем управления теплопотреблением зданий

• Автор: Цынаева, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛ0П РЕБЛЕНИЕМ ЗДАНИЙ АСУТП АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Системы управления теплопотреблением

1.2. Математические модели и методы сравнения эффективности систем управления теплопотрсблением.

1.3. Постановка задачи исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕМ.

2.1. Динамические уравнения систем управления теплопогреблением зданий

2.2. Коэффициенты динамического уравнения для систем управления теплопотреблением зданий

2.3. Динамический анализ систем управления теплопогреблением

2.4. Оценка погрешности численного исследования.

2.5. Оценка погрешности экспериментального исследования.
2.6. Анализ достоверности численных исследований.
2.7. Структура программного продукта.
Выводы.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕМ
3.1. Экспериментальные установки и методика проведения эксперимента.
3.2. Анализ воспроизводимости результатов экспериментального исследования
3.3. Результаты экспериментальных исследований
3.4. Экономическая эффективность от использования систем управления теплопотреблением.
Выводы.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЕМ .
4.1. Исходные данные для анализа АСУТП
4.2. Результаты численного исследования автоматизированных систем управления тсплопотреблением зданий
4.3. Частотные характеристики систем.
4.4. Устойчивость систем.
4.5. Чувствительность систем
4.6. Предлагаемые проектные решения и рекомендации по проектированию АСУТП зданий
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ.
Список литературы


Моделирование динамических режимов системы, проведенное на стадии проектирования систем значительно снизит затраты на их эксплуатацию, дальнейшее обслуживание и ремонт, так как позволит выбрать наиболее разумный вариант для конкретных условий. В виду постоянного удорожания энергоносителей актуальным вопросом становится их экономия. Перспективный путь экономии тепловой энергии - использование автоматизированных систем управления теплопотреблением здания. Такая система обеспечивает автоматическое регулирование теплопотреблением здания по его фактической потребности. В работе автоматизированной системы управления теплопотреблением учитываются климатические факторы: температура наружного воздуха, направление и скорость ветра, солнечная радиация и т. В крупных системах теплоснабжения масса потребителей имеет значительный износ оборудования и присоединяется к магистральным тепловым сетям без промежуточных узлов управления, что значительно снижает экономическую эффективность систем теплоснабжения в целом. При реконструкции систем, внедряются автоматизированные тепловые пункты, рассчитанные на обслуживание одного или нескольких зданий, а с выбором конкретной системы проек тировщикам поможет определиться моделирование динамических характеристик автоматизированной системы управления теплопотреблением. АСУТП могут быть присоединены к наружным тепловым сетям по зависимой или независимой схеме. Учет климатических параметров в АСУТП проводится в соответствии с температурой воздуха внутри помещения. Режим “ночного” потребления анергии, позволяющий понизить затраты теплоты на отопление здания, основан на физиологической потребности людей в более низкой температуре окружающего воздуха во время сна. Снижение температуры в помещении может составить 2. С по сравнению с температурой воздуха днем [ - J. Режим “выходного дня” позволяет снижать теплопо-требленис объекта в нерабочие и праздничные дни для общественных и производственных зданий. Автоматизированные системы управления теплопо-треблением позволяют значительно экономить потребляемую тепловую энергию за счет се рационального использования, реализации режимов пониженного теплопотрсбления. В условиях постоянного дефицита топлива поставщик тепловой энергии не всегда обеспечивает расчетные параметры теплоносителя в подающей магистрали. Практически это означает, что теплоноситель из подающей магистрали напрямую (минуя элеваторный узел) подастся на нагревательные приборы [ - ]. Существующие экономические условия заставляют проектировщиков и подрядчиков искать более дешевые и конкурентоспособные схемные решения автоматизированных систем управления теплопотреблен и ем. В этой связи, моделирование динамических режимов системы, поможет снизить затраты на внедрение автоматизированных систем и позволит найти наиболее рациональную систему при данном графике ЦКР и с учетом условий проектируемого или реконструируемого здания. Схемы присоединения АСУТП зданий рассматривались в работах Соколова Е. Я. [, ], Табунщикова Ю. А. [ - ], Бродача М. М. [, ], Грудзинского М. М. [, ], Матросова Ю. А. [ - ], Ливчака В. И. 3, - ], Поза М. Я. [], Богословского В. ГТ. На рис. АСУТП, используемая при реконструкции систем теплоснабжения [, , 6, 7]. В состав схемы АСУТП, показанной на рис. Преимуществом схемы, представленной на рис. Другим преимуществом этой схемы является более высокая температура в обратном трубопроводе по сравнению со схемой, имеющей в своем составе элеваторный узел. Недостатками схемы АСУТП, показанной на рис. Рис. На рис. АСУТП с насосом на перемычке. Основным регулирующим органом является трехходовой клапан. Рис. Недостатком схемы, изображенной на рис. Для предотвращения такой ситуации в схему требуется установить регулятор давления [, , ]. На рис. АСУТП с насосом на подающей линии. Регулирующим органом является трехходовой клапан. На рис. АСУТП с насосом на перемычке и регулирующим двухходовым клапаном. В состав АСУТП, схема показана на рис. Рис. Недостатки схем, изображенных на рис. При значении коэффициента подмешивания % = 1 происходит сбой в работе клапана, смешение теплоносителей прекращается. Значение = 1 достигается не при полном закрытии клапана [, , ]. Рис. Рис.