Dynamic Model of Heating Devices and Heat Supply Systems
Keywords:
dynamic mathematical model, the thermal regime of buildings, heating devices and systems, structural synthesis, parametric identification, algorithmic block diagram of the control systemAbstract
In order to develop previously performed work we consider the problem of constructing a dynamic mathematical model of heating devices and systems. The heating system at the same time seems to be equivalent heater. The output value of the model in this case is the power (heat capacity). Decision is executed by the "gray box", that is the structure of the model is determined by analyzing the physics of the processes occurring in heating devices and systems, and the numerical values of its parameters are found from the experimental data by parametric identification. The resulting differential equation is linear with respect to the unknown quantity-power heater(heating), input the same size-water inlet temperature of the heating system and the temperature of the indoor air are included in this equation in a linear fashion, and the flow is in non-linear manner. It is shown that a constant flow of coolant model can be represented by the transfer functions in the iso-mapping Laplace transfer function of the channel "coolant temperature at the inlet to the heater(heating system) – thermal capacity of the heater(heating)" is a inertia component of the first order, and the channel "indoor air temperature-heat capacity of the heater(heating)" - inertia-forcing component with a negative coefficient of transmission. The qualitative features of the model parameters, in particular, their dependence on the coolant flow are analyzed. Algorithmic block diagram of the control object, which includes the heating system and the thermal regime of the building itself is provided. The results of the parametric model identification from experimental data is described. The model can be used in the development of intelligent control systems heating buildings.References
Сканави, А.Н. Переходные тепловые процессы в отопительных приборах / А.Н. Сканави, Л.М. Махов, В.Э. Сварич // Изв. вузов. Строительство и архитектура. – 1986. – № 4. – С. 86–88.
Теория автоматического регулирования / под ред. А.В. Нетушила. – М.: Высш. школа, 1976. – 400 с.
Теория автоматического управления. Ч. 1. Теория линейных систем автоматического управления / под ред. А.А. Воронова. – М.: Высш. школа, 1977. – 304 с.
Панферов, В.И. К теории управления режимами централизованного теплоснабжения / В.И. Панферов, С.В. Панферов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2011. – Вып. 12. – № 16 (233). – С. 41–45.
Панферов, С.В. Адаптивная идентификация параметров систем отопления зданий./ С.В. Панферов, В.И. Панферов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2014. – Т. 14. – № 2. – С. 33–37.
Панферов, В.И. Идентификация и управление тепловым режимом зданий / В.И. Панферов, А.Н. Нагорная, Е.Ю. Пашнина // Вестник УГТУ-УПИ. Серия «Строительство и образование». – 2005. – Вып. 14. – № 14 (66). – С. 351–353.
Панферов, В.И. Об оптимальном управлении тепловым режимом зданий / В.И. Панферов, Е.Ю. Анисимова, А.Н. Нагорная // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2007. – Вып. 8. – № 20 (92). – С. 3–9.
Панферов, В.И. Об одном решении задачи построения динамической математической модели отопительных приборов и систем / В.И. Панферов, А.Н. Нагорная, Ю.В. Кунгурцева // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2012. – Вып. 15. – № 38 (297). – С. 46–49.
