АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 АНАЛИЗ ЗАДАЧ И ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ
ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЯ 8
1.1 Актуальность работы 8
1.2 Обзор литературы 9
1.2.2 Подходы управления отоплением здания 18
1.2.2.1 Простые подходы 18
1.2.2.2 Оптимизация и энергосбережение в системах отопления здания 20
1.2.2.3 Температурные контроллеры 21
2 ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ЗДАНИЯ 31
2.1 Анализ факторов теплового режима здания 31
2.2 Экспериментальный расчет оптимизации температурного режима
здания и оценка эффективности 34
2.2.1 Реализация оптимизации с помощью генетического алгоритма 36
2.2.2 Реализация оптимизации с помощью метода наименьших квадратов 38
2.3 Оптимальное управление режимами отопления здания 43
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 49
3 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
РЕЖИМАМИ ЗДАНИЯ 50
3.1 Автоматическое регулирование тепловым режимом здания 50
3.2 Общая структура автоматизированной системы управления отопления
здания 57
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
Современные автоматизированные системы теплоснабжения созданы для того, чтобы повысить эффективность их работы. Разрабатываются и внедряются системы с привлечением идентификационных задач и задач управления процессами потребления энергетических ресурсов благодаря прикладным исследованиям.
В жилищно-коммунальном хозяйстве основными потребителями тепловой энергии являются системы отопления зданий. Основным фактором, определяющим энергоэффективность систем отопления, является ее способность обеспечить подачу строго необходимого количества тепла в нужное время в зависимости от внешних условий и потребности жильца. Эта способность может быть реализована за счет применения тепловых накопителей, способных аккумулировать энергию и выдавать ее в необходимый момент.
Нынешняя государственная политика считает, что, развивать технологии энергосбережения в теплоснабжении, поможет автоматизация управления расходом энергоресурсов теплоснабжения зданий. Внедрение распределенных систем управления и сенсорных сетей организует развитие современного уровня программно-технического комплекса управления системами теплоснабжения. Получение большого объема различной информации о разнообразных параметрах климата внутри помещений, описывающих качество теплоснабжения, достигается с помощью сенсорных сетей.
Автоматизация систем централизованного теплоснабжения - это сложная задача. Оптимальная система управления выглядит как динамическое соотношение между температурой подачи (управляющая переменная) и температурой помещения здания.
Оптимизация режимов теплопотребления, подразумевает собой управление режимами системы отопления, при котором некоторый критерий качества становится экстремальным (максимальным или минимальным) в своих ограничениях на определенном интервале времени. Соответственно наиболее важным способом повышения эффективности теплопотребления является оптимизация режимов.
Решая задачу оптимизации в области теплоснабжения имеются свои особенности такие, как недостаточно полная информация о параметрах режима отопления здания, высокая размерность, интегральный критерий качества и ограничений, что в свою очередь приводит к затруднениям при решении данной задачи.
В обобщенном случае оптимизация находит наилучшее соотношение между качеством теплового режима здания и, энергетическими и материальными затратами.
В данной работе была реализована оптимизация, результатом которой являются коэффициенты регулятора для построения температурного графика работы системы отопления.
Для выявления оптимальных коэффициентов был проведен сравнительный анализ различных способов оптимизации. В работе использовались следующие способы оптимизации: с помощью генетического алгоритма и МНК. По результатам расчетов было выявлено, что оптимизация с помощью МНК приводит к более оптимальным коэффициентам, по которым строится температурный график режимов работы регулятора, тем самым осуществляется режимное управление отоплением здания.
Также данный алгоритм был отработан в разные периоды времени (в зимний и летний). По результатам расчетов алгоритм показал универсальность применения.
Целью автоматизации в системах отопления является корректировка температуры воздушного потока в помещениях, по определенным правилам.
Задачей для автоматических регуляторов, установленных в индивидуальных тепловых пунктах, является удержание тепловых режимов в системах отопления. В данной работе был реализован алгоритм нахождения оптимальных коэффициентов режимов управления отоплением здания и разработана структурная схема автоматизированного управления отоплением здания.
