Совсем недавно рассматривали задачу по управлению отоплением нескольких зданий. Задача и условия описаны тут.
Почему взято именно отопление и всего один канал регулирования, есть несколько причин.
- Во первых, все знакомы с отоплением и знают, что такое температура и все понимают, что такое перегрев, недогрев, люди это осязают.
- На примере отопления можно легко понять время переходного процесса и инертность системы, это все осязаемо.
- Казалось бы простая система, но она содержит в себе разные детали и способы решения.
- В статье есть практический смысл, так как многие люди привыкли делать все самостоятельно, то данная информация может быть им полезна.
Теперь к решению. было предложено несколько решений, в основном конечно, людьми кто понимает о чем идет речь и для них все банально.
Прежде чем переходить к решению, стоит обратить вниманию на технологию, после этого уже решение будет намного проще подобрать и понять его работу.
Основная цель системы отопления - это создание нужного температурного диапазона внутри помещений. Достигается это за счет подачи тепла через теплоноситель в радиаторе. Основной расход тепла при этом в зимнее время вызван разницей температур, в межсезонье (осень, весна), съем тепла не постоянный, а днем еще может вызывать перегрев(конец солнечного марта).
Основной фактор температуры в здании будет непосредственно сама температура воздуха внутри и снимается она с помощью датчика. Основной фактор съема тепла является уличная температура !!! Но, как заметили читатели, на улицу не всегда стоит ориентироваться, так как есть влажность воздуха, в морозы она минимальна, а вот в межсезонье может быть очень большой(чем больше влажность тем больше теплосъем). Есть ветер, который также влияет на съем тепла и еще усиливает эффект от влажности.
А теперь о факторах, которые влияют на температуру внутри здания
- температура в радиаторах - ключевой элемент
- люди, которые сами выделяют тепло, особенно хорошо чувствуется в зданиях с низкими потолками и кабинет где на 10 метрах сидит 5 человек.
- солнечное освещение - очень большое влияние имеет в весеннее время.
По уму, для полной модели, надо собрать следующие параметры:
1 Температуру внутри здания,
2. Температуру снаружи здания
3. Влажность на улице,
4. Влажность внутри(теплоемкость воздуха определяет).
5. Ветер на улице и направление (северный и южный отличаются по своим температурным характеристикам,а также стороной обдува здания), в северной части здания, как правило меньше окон.
6. Количество людей в здании, и чем они там занимаются, спят, тренируются или смотрят кино.
7. Еще можно добавить количество выпавших снежных осадков, этажность здания и на самом деле много чего еще.
После этого берется устройство, составляется внутри него модель с 6 входными параметрами и еще с несколькими внутренними. И затем уже формируется управляющее воздействие на исполнительный орган (в нашем случае трехходовой кран).
Но это все красиво на проекте, в реальности это можно реализовать программно и на контроллере собственного проихводства, или собирать сложную систему.
Если же вернуться к реалиям, то простых моделей вижу две, может Вы добавите еще.
1. Так как зданий несколько и теплопотери примерно равны, то напрашивается решение по уличному датчику. Рассматриваем за основу температурные кривые :
Так как контур регулирования один и он общий, то придется балансировать систему по теплоотдаче в каждом направлении. Так как теплопотери зданий идентичны, хоть объемы не указаны, настраиваем все равно по пропорции, которая будет связана с потреблением каждого здания. Как итог получим среднюю температуру в каждом здании. Недостатки такой системы в том, что точно мы в итоге негде не поймаем точное значение температуры, но везде будет приближение с заданным отклонением. Если есть какие-то отклонения с систематическим характером, они решаются с помощью балансировочных кранов и изменением пропорции.
2. Выбираем здание с наименьшей инертностью, так как оно наиболее чувствительно к внешним факторам. и устанавливаем правильно датчик внутренней температуры (внутренняя стена, желательно в северной части здания, на высоте 1,5-1,7 метра, отсутствие сквозняка и прямых видимых лучей солнца), после этого ставим ПИД или адаптивный регулятор, который умеет работать с трехходовыми кранами(3 входа или 0-10 вольт)и устанавливаем температуру теплоносителя. по заданному значению.
Схематически это выглядит так:
Регулятор - это контроллер, который просчитывает входные параметры и "принимает" решение.
Исполнительный механизм - это устройство (трехходовой кран или клапан), который может снижать тепло подачу в контур радиаторов по температуре или по расходу.
Теперь когда общая идея озвучено и решение рассмотрено, возможно есть вопросы.
Если Вам понравилась публикация, подписывайтесь на канал, за Ваши лайки чаще показывают Наши публикации.
Для поиска публикаций через поисковые системы, просто вводите слово Вивитроника.
Если есть вопросы или по желания, то пишите, через Обратную связь.