Разработка автоматизированной системы управления системой отопления и горячего водоснабжения здания.

ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ФОРМУЛИРОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 6
1.1 Анализ особенностей управления отоплением здания 6
1.2 Анализ существующих схем теплопотребления зданий и сооружений 8
1.3 Особенности современных автоматизированных систем диспетчерского управления теплоснабжением здания 14
1.4 Существующие методы и математические модели расчета систем теплоснабжения здания 21
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 27
2.1 Математическая модель объекта управления в виде системы отопления здания при зависимом присоединении к источнику тепла 27
2.2 Основные законы регулирования с применением исполнительных механизмов при релейно-импульсном управлении 30
2.3. Особенности математической модели регулятора в системах управления теплоснабжением здания 38
2.4 Разработка метода математического моделирования системы управления 41
3. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ОТОПЛЕНИЯ И СИСТЕМЫ ГВС СООРУЖЕНИЯ 50
3.1 Параметрическая идентификация объектов управления 50
3.2 Разработка алгоритма регулятора температуры 54
3.3 Разработка имитационной модели системы управления отоплением и горячим водоснабжением здания с автоматизированным ИТП 56
3.4 Исследование имитационной модели системы управления отоплением и ГВС здания 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
ПРИЛОЖЕНИЕ А 79
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 80
ПРИЛОЖЕНИЕ В 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 82

Весь текст будет доступен после покупки

При переходе на низкотемпературные режимы (на данный момент переход научно доказан ведет к повышению эффективности) централизованные источники будут отдавать более низкую температуру в прямой трубопровод, что в совокупности с возможными ситуациями (не правильное проектирование здания, что приводит к более низкой сопротивляемости изоляции к низким температурам, местонахождение здания в условиях холодного климата) приводит к возникновению дефицитного режима.
Дефицитный режим обусловлен тем, что недостаточно тепла для полноценного поддержания оптимальной температуры в помещениях, а так же полного нагрева системы ГВС до оптимальных значений. Разработанная система, при условии внедрения ИТП в систему водоснабжения здания, позволит регулировать расход между системой отопления здания и системой ГВС при низкотемпературных режимах, что не приведет охлаждению помещений ниже норм.
В качестве примера надежного и эффективного теплоснабжения можно назвать страны Северной Европы. Например, в Дании проводится эффективная государственная политика по подключению новых потребителей тепла к автоматизированным системам теплоснабжения. При этом в Дании впервые были изобретены бесшумные циркуляционные насосы "с мокрым ротором", теплосчетчики и эффективные системы автоматического регулирования процессом теплоснабжения, что позволило создавать автоматизированные ИТП в зданиях различного назначения. Однако, учитывая сделанные наработки за рубежом в области автоматизации систем теплоснабжения, необходимо отметить, что механическое перенесение этого опыта не является наилучшим решением для РФ, что связано не только с климатическими условиями нашей страны, но, прежде всего, со спецификой существующих схем систем отопления и горячего водоснабжения (ГВС).

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ФОРМУЛИРОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ особенностей управления отоплением здания
При широком рассмотрении, система теплоснабжения включает теплопотребляющие объекты, тепловую сеть, источник тепла. Источниками тепла при централизованном теплоснабжении, как правило, являются ТЭЦ. Под тепловой сетью в системах теплоснабжения зданий понимается среда, которая передает тепловую энергию от источника в системы теплопотребления. Основными потребителями тепловой энергии в системах теплоснабжения зданий являются системы отопления, горячего водоснабжения (ГВС). Эффективность таких систем отопления в зданиях определяется стабильностью поддержания в помещении требуемых параметров микроклимата [1].
Водяные системы теплоснабжения являются в настоящее время самыми распространенными, т.к. при их использовании обеспечивается вполне постоянная температура помещений, ограничивается температура поверхности отопительных приборов, в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями, а также такая система обладает свойствами бесшумности циркуляции теплоносителя в трубопроводах [2]. Для таких систем температура воздуха в помещении и температура теплоносителя в системе являются главными регулирующими величинами.
Температурный режим здания определяется совокупным влиянием управляющих и возмущающих воздействий, изменяющихся во времени. Возмущающие воздействия делятся на внешние и внутренние [3]. К внешним относятся: солнечная радиация, температура наружного воздуха, снег, дождь ветра и др. [4], изменения расхода и температуры теплоносителя на вводе в индивидуальный тепловой пункт.
К внутренним тепловым воздействиям относятся различные выделения теплоты в зданиях, например от работающих электроприборов, оборудования, и т.п. Также относится тепловыделения людьми как живым существом. Следует сказать, что внутренние возмущающие воздействия достаточно большие по величине, могут приближаться к величине тепловых потерь зданий в переходные периоды во время отопительного сезона.
В системах децентрализованного теплоснабжения регулирование теплопотребления может осуществляться следующими способами [5]:

Весь текст будет доступен после покупки

1. Шилькрот Е.О. Эффективность систем отопления и вентиляции зданий/
2. Е.О. Шилькрот // Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК). – 2003. – №4. – с. 6-11.
3. Сканави А.Н. Отопление / А.Н. Сканави, Л.М. Махов. – М.: Изд-во АСВ, 2002. – 576 с.
4. Чистович С.А. Автоматизированные системы теплоснабжения и отопления
5. /С.А. Чистович [и др.]. – Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. – 248 с.
6. Кононович Ю.В. Тепловой режим зданий массовой застройки / Ю.В. Кононович. – М.: Стройиздат, 1986. – 157 с.
7. Немцев З.Ф. Теплоэнергетические установки и теплоснабжение / З.Ф. Немцев, Г.В. Арсеньев: учеб. пособие для втузов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 400 с.
8. Куклик Л.Ф. Индивидуальное регулирование температуры в отапливаемых помещениях / Л.Ф. Куклик, В.Д. Курбан, С.П. Петров // Водоснабжение и санитарная техника. – 1984. – №8. – с.12-13.
9. Туркин В.П. Автоматическое управление отоплением жилых зданий /В.П. Туркин, П.В. Туркин, Ю.Д. Тыщенко. – М.: Стройиздат, 1987. – 192 с.
10. Чистович С.А. Научно-технические задачи автоматизации систем теплоснабжения / С.А. Чистович // Изв. АН СССР: Энергетика и транспорт, 1984. – №1. – с. 99-107.
11. Николаев В.Б. Эффективные методы управления системами теплоснабжения / В.Б. Николаев. – М.: Стройиздат, 1990. – 121 с.
12. Федяев А.В. Развитие теплоснабжающих систем / А.В. Федяев. – М.: Энергия, 2000. – 254 с.
13. Инженерное оборудование зданий и сооружений: энциклопедия / Глав. ред. С.В. Яковлев. – М.: Стройиздат, 1994.
14. Ливчак В.И. Энергосбережение в системах централизованного теплоснабжения на новом этапе развития / В.И. Ливчак // Энергосбережение. – 2000. – №2. – с. 4-9.

Весь текст будет доступен после покупки