Автоматизированная система контроля и поддержания температурного баланса в помещение

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Обзорно-аналитический раздел 5
1.1 Понятие «умный» дом 5
1.2 Классификация автоматических систем вентиляции. Анализ технологий и систем климат-контроля. 13
1.3 Патентный поиск 38
2. Проектно-конструкторский раздел 44
2.1 Общие сведения о вентустановке 44
2.2 Расчет осевого вентилятора в приточно-вытяжной установке LGH- 50RSDC-E 46
2.3 Расчет приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен. 49
3. Подбор оборудования и моделирование 53
3.1 Оборудование для мехатронной системы 53
3.2 Структурно-функциональная схема мехатронной системы 61
3.3 Математическое моделирование электрического обогрева пола жилого помещения 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
Приложение А 81
Приложение Б 82
Приложение В 83
Приложение Г 84

Весь текст будет доступен после покупки

Климат-контроль – технология поддержания параметров воздуха, температуры, влажности и химического состава в заданных пределах. Является мехатронной системой. В простейшую систему входят: Блок управления, датчики влажности, кислорода и углекислого газа, приточная система с рекуператором.
В нашей стране примерно 5 миллиардов квадратных метров отапливаемых площадей. Среди них 1,7 миллиарда — промышленные объекты; 2,7 миллиарда — жилые помещения; 0,6 миллиарда — общественные здания. Холодный климат создает необходимость отапливать жилые, промышленные и общественные сооружения. В России, на отопление зданий от централизованных теплоисточников тратится 0,36 Гкал/год на квадратный метр. Также расход энергии на отопление выше в 2,5 раза, чем в холодных странах запада. Из этого следует, что теплоснабжение-главная проблема ЖКХ России.
Коммунальная инфраструктура изношена на 60%, что говорит о тяжелом положении ЖКХ. В производствах тепловой и электрической энергии примерно такой же износ оборудования. За последние 15 лет произошел прирост объемов строительства жилья, что привело к значительному увеличению расходов на теплоснабжение, но без кардинальных изменений в количестве теплопроизводящих мощностей в котельных и ТЭЦ. В нынешнем жилом фонде существуют резервы экономии тепла, которые расходятся на теплообеспечение зданий. От 35 до 60% всей энергии, затраченной на отопление, теряется в результате нерациональной и нелогичной системы вентиляции и отопления. При таких больших потерях тепла, актуальны меры регулирования систем отопления и вентиляции. Уже есть примеры значительной экономии энергии при использовании этих технологий при малых сроках окупаемости.
Выделяются две группы реального энергосбережения: пассивная и активная. К первой относят такие мероприятия, которые направлены на сокращение потерь тепла через различные конструкции. Улучшение герметичности, проверка термальных мостов, защита строения от разрушения и использование энергоемкого материала относятся к пассивной концепции. Безусловно, нужно понимать, ее использование нецелесообразно без активной. Проживание в частном доме позволяет нам контролировать количество энергии, затраченной на отопление, и, при необходимости, регулировать ее. Это является значительным плюсом, так как люди, проживающие в квартирах, чаще всего, не имеют такой возможности.
Актуальность работы. Проведенный анализ практических и литературных данных показал, что наиболее эффективное средство повышений теплоснабжения отдельных зданий с решением задач энергосбережения — это внедрение новых автоматизированных технологий в системы отопления и вентиляции. В рамках дипломного проектирования был осуществлен комплексный подход к решению основополагающих задач комфорта в «умном» доме. Создан программно – аппаратный комплекс управления системой вентиляции и реализовано математическое моделирование.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Обзорно-аналитический раздел
1.1 Понятие «умный» дом
«Умный» дом — относительно новая технология, но своим потенциалом не уступает телевиденью и интернету. Она связывает различные устройства в доме и создает единую систему домашней авторизации.
Умный дом – это здание (рисунок 1), которое обеспечивает продуктивное использование пространства. Грубо говоря, это дом, который сам принимает решения и выполняет действия для достижения комфорта
Умный дом — это «здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства». Такое определение в 1970-х гг. дал тогда еще новому подходу к проектированию и управлению инженерными системами шут интеллектуального здания» в Вашингтоне.

Рисунок 1 – Вид «умного» дома
Устройства для управление своим домом выглядят как выключатели и дистанционные пульты. Некоторые дисплеи совмещают в себе контроль над сразу несколькими системами. «Умный» дом автоматизирует многие ежедневные задачи, связанные с освещением, климатом и другими важными бытовыми системами. Для этого предназначены датчики. Смысл в создании разумной системы, исключив бесполезный расход энергии.
Сегодня «умный» дом оснащен большим количеством разнообразных систем (рисунок 2). Самые популярные приведены ниже.

Весь текст будет доступен после покупки

1) Arduino Uno: Основы программирования [Электронный ресурс] URL: http://developer.alexanderklimov.ru/arduino/arduino-minimum.php (Дата обращения: 08.03.2020).
2) Besmart . Управление Умным домом. [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.besmart.su/upravlenie (Дата обращения: 15.04.2020).
3) Jonathan Oxer and Hugh Blemings. Practical Arduino: Cool Projects for Open Source Hardware Copyright © 2009. [Электронный ресурс]. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0 (Дата обращения: 03.04.2020).
4) Mike Riley «Programming Your Home Automate with Arduino, Android, and Your Computer» - « The Pragmatic Bookshelf Dallas, Texas • Raleigh, North Carolina », 2014. — 242 p.
5) Palle Andersen, Tom S. Pedersen, Kirsten M. Nielsen. An Investigation of Energy Storage Possibilities in Single Family Houses for Smart Grid Purposes. IFAC Proceedings Volumes, 2014.
6) Rusbase. [Электронный ресурс]: документация. – режим доступа: https://rb.ru/opinion/umnyj-svet-ekonomen/
7) Steven Goodwin. Smart Home Automation with Linux. Learn how to control your home from your PC / Steven Goodwin. Apress. New York, 2015. 269 p.
8) Tao Jin, Fuliang Chu, Cong Ling, Daniel Legrand Mon Nzongo. A Robust WLS Power System State Estimation Method Integrating a Wide-Area Measurement System and SCADA Technology. Energies, 2015.
9) Амперка/Вики [Электронный ресурс] URL: http://wiki.amperka.ru/ (Дата обращения: 02.03.2020).
10) Артыкпаев Е.Ф. О некоторых задачах теории теплопроводности // ИФЖ. 1964
11) Баранов В. Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, прораммы, 2-е изд. испр. - М.: Издательский дом "ДодэкаXXI", 2014. – 288 с.
12) Барашко, О.Г. Проектирование систем домашней автоматизации: учеб. пособие. / О. Г. Барашко, А. В. Овсянников. - «Белорусский государственный технологический университет», 2006 - 57с.
13) Богданов, С. В. Умный дом: монография / С. В. Богданов. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб. : Наука и Техника, 2015. – 208 с
14) ГОСТ 21424-93 «Муфты упругие втулочно-пальцевые. Параметры и размеры».

Весь текст будет доступен после покупки