Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск

Математическое моделирование режимов прогнозного и дежурного отопления

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-3-73-85

Полный текст:

Аннотация

Целью работы является разработка и исследование методов снижения затрат тепловой энергии на отопление зданий и сооружений за счет применения систем автоматизированного управления

Методы: Методом математического моделирования нестационарных тепловых процессов в системах отопления создана методика расчета режимов прогнозного и дежурного отопления и алгоритма даптивного управления системой отопления, который реализован на программируемом логическом контроллере. В отличие от известных методов предложенная математическая модель нестационарных процессов в теплоемких ограждениях позволяет осуществлять по алгоритму адаптивного управления прогнозное и дежурное отопление с учетом изменения во времени температуры наружного воздуха. 

Результаты: Алгоритм обеспечивает равенство мощности системы отопления и мощности тепловых потерь, позволяет поддерживать заданную температуру внутреннего воздуха в помещении при изменении температуры наружного воздуха. Выход на режим компенсации тепловых потерь достигается без использования параметров температурного графика сетевой воды и параметров пропорционально-интегрально- дифференциальных законов регулирования, которые необходимы для настройки широко распространенных систем автоматического управления отоплением. При расчете режимов прогнозного и дежурного отопления математическая модель позволяет при заданных начальных и конечных температурах внутреннего воздуха определить значения мощности системы отопления, обеспечивающие желаемую температуру в конце заданного промежутка времени. Алгоритм адаптивного управления позволяет в любой момент времени задат ьзначения расчетной температуры наружного воздуха и требуемой температуры внутреннего воздуха.При прогнозном управлении математическая модель позволяет определить значения мощности системы,при которых температура внутреннего воздуха будет оставаться практически постоянной при изменении температуры наружного воздуха.

Выводы: Разработанный алгоритм адаптивного управления позволяет создать энергоэффективную систему отопления, обеспечивающую при минимальном расходе тепловой энергии заданную температуру в помещениях здания с учетом всех параметров, влияющих на мощность тепловых потерь и мощность системы отопления.

Об авторах

В. А. Тарасов
Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова
Россия
г.Чебоксары


В. В. Тарасова
ООО «Инженерно-технический центр ГОРИСС»
Россия
г.Чебоксары


В. В. Афанасьев
Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова
Россия
г.Чебоксары


В. Г. Ковалев
Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова
Россия
г.Чебоксары


В. Н. Орлов
Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова
Россия
г.Чебоксары


Список литературы

1. Oldewurtel F., Sturzenеgger D., Morari M. Importance of occupancy information for building climate control // Applied energy. 2013. 101(1). pp.521–532.

2. ЛивчакВ.И. Выбор приоритета в авторегулировании и теплоотдачи систем отопления жилых зданий // Инженерные системы. 2016 АВОК Северо-Запад. 2016. № 1. С.38–45.

3. Панферов В.И., Тренин Н.А., Панферов С.В. К оценке резервов экономии теплоты при автоматизации систем отопления зданий // Новости теплоснабжения. 2017. №9. С.46–49.

4. .Адаптивное управление режимом теплоснабжения здания с помощью автоматизированного теплового пункта/ В.В. Тарасова, В.В. Афанасьев, В.Г. Ковалев, В.А. Тарасов, А.Г. Калинин // Вестник Чувашского университета. 2016. № 3. С.117–123.

5. Черкасова О.А., Малкин В.В., Сабищанский И.А., Меркулов П.Н. Автоматическое управление оптимальными гидравлическими режимами систем теплоснабжения // Новости теплоснабжения. 2019. №1.С.21–25.

6. Пухкал В.А. Анализ режимов теплопотребления на отопление эксплуатируемых жилых зданий // Фундаментальные исследования. 2017. № 1. С. 106–111. Доступно по URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41323. Ссылка активна на: 31марта 2019.

7. Shaikh P.H., Nor N.M., Nallagownden P., Elamvazuthi I., Ibrahim T. A Review on Optimized Control Systems for Building Energy and Comfort Management of Smart Sustainable Buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014. Vol. 34. pp. 409–429.

8. Захаров А.А., Захарова И.Г., Ромазанов А.Р., Широких А.В. Моделирование теплового режима и управление теплоснабжением помещений умного здания // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2018. Т4. № 2. С. 105-119.

9. Anvari-Moghaddam A, Monsef H, Rahimi-Kian A. Cost-Effective and Comfort-Aware Residential Energy Management under Different Pricing Schemes and Weather Conditions // Energy and Buildings. 2015. Vol. 86. pp. 782-793.

10. Ascione F. Simulation-Based Model Predictive Control by the Multi-Objective Optimization of Building Energy Performance and Thermal Comfort / F. Ascione, N. Bianco, C. De Stasio, G. M. Mauro, G. P. Vanoli // Energy and Buildings. 2016. Vol. 111. pp. 131-144.

11. Ock J. Smart building energy management systems (BEMS) simulation conceptual framework / J. Ock, R. R. A. Issa, I. Flood // Proceedings of the 2016 Winter Simulation Conference. IEEE Press, 2016. pp. 3237- 3245. doi: 10.1109/WSC.2016.7822355.

12. Senave M. A Simulation exercise to improve building energy performance characterization via on- board monitoring / M. Senave, G. Reynders, S. Verbeke, D. Saelens // Energy Procedia. 2017. Vol. 132. pp. 969-974.

13. Тарасова В.В., Тарасов В.А., Калинин А.Г., Афанасьев В.В., Ковалев В.Г. Исследование динамических характеристик системы автоматического регулирования отопления здания. Вестник Чувашского университета. Естественные и технические науки 2015. № 3, С.122-128

14. Панферов В.И., Анисимова Е.Ю., Нагорная А.Н. К теории математического моделирования теплового режима зданий // Вестник Южно- Уральского государственного университета. Челябинск. 2006. №14. С.128-133.

15. Abdullin V.V., Shnayder D.A., Basalaev A.A. Building Heating Feed-Forward Control Based on Indoor Air Temperature Inverse Dynamics Model. Lecture Notes in Engineering and Computer Science: Proceedings of The World Congress on Engineering and Computer Science 2014, WCECS 2014, 22–24 October, 2014, San Francisco, CA, USA, pp. 886–892.

16. Ахметов Э.Р. Анализ модели работы дежурного отопления как энергосберегающего мероприятия // Энергоресурсосбережение и энергоэффективность. 2014. № 5 (59). C.25–28.

17. .Добротин С. А. , Прокопчук Е. Л. Синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания // Проблемы региональной энергетики. 2011. №2. С. 53-65 Издательство: Институт энергетики Академии наук Молдовы (Кишинев).

18. .Румянцев Д.В., Тверской М.М. Алгоритм упреждающего управления тепловыми процессами здания при комбинированной системе отопления // Фундаментальные исследования. 2015. № 2-24. С. 5371–5376. Доступен по URL: http://fundamental-research.ru/article/view?id=38352 .Ссылка активна на: 27 марта 2019


Для цитирования:


Тарасов В.А., Тарасова В.В., Афанасьев В.В., Ковалев В.Г., Орлов В.Н. Математическое моделирование режимов прогнозного и дежурного отопления. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019;21(3):73-85. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-3-73-85

For citation:


Tarasov V.A., Tarasova V.V., Afanasyev V.V., Kovalev V.G., Orlov V.N. Mathematical modeling of the forecast and standby heating modes. Power engineering: research, equipment, technology. 2019;21(3):73-85. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-3-73-85

Просмотров: 119


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)