RU2463524C1 - Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам - Google Patents

Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам Download PDF

Info

Publication number
RU2463524C1
RU2463524C1 RU2011124091/12A RU2011124091A RU2463524C1 RU 2463524 C1 RU2463524 C1 RU 2463524C1 RU 2011124091/12 A RU2011124091/12 A RU 2011124091/12A RU 2011124091 A RU2011124091 A RU 2011124091A RU 2463524 C1 RU2463524 C1 RU 2463524C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
parameters
heat
humidity
calculated
Prior art date
Application number
RU2011124091/12A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Макарович Костыря (RU)
Анатолий Макарович Костыря
Георгий Вадимович Харламов (RU)
Георгий Вадимович Харламов
Сергей Иванович Гачков (RU)
Сергей Иванович Гачков
Наталья Владимировна Зубрицкая (RU)
Наталья Владимировна Зубрицкая
Александр Александрович Качкин (RU)
Александр Александрович Качкин
Original Assignee
Георгий Вадимович Харламов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Георгий Вадимович Харламов filed Critical Георгий Вадимович Харламов
Priority to RU2011124091/12A priority Critical patent/RU2463524C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2463524C1 publication Critical patent/RU2463524C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

Изобретение относится к автоматическому управлению системой кондиционирования в целях поддержания заданного температурно-влажностного режима в помещениях. Сущность заключается в том, что на основании измеренных тепловлажностных параметров и расходов забираемого наружного, приточного и удаляемого воздуха, а также вычисленных в блоке автоматизации и управления тепло- и влаговыделений в помещении, зоны и параметров воздуха в контрольной точке функционирование блока автоматизации и управления организовано на двух уровнях таким образом, что на первом уровне выполняются необходимые измерения параметров забираемого наружного, приточного и удаляемого воздуха, вычисляются тепло- и влагоизбытки в помещении, параметры воздуха в опорных точках, класс тепловлажностных нагрузок, вычисляются границы зон изменения параметров наружного воздуха и определяется конкретная расчетная зона, в пределах которой находятся текущие параметры наружного воздуха, устанавливается соответствующая этой расчетной зоне контрольная точка и далее в зависимости от комбинации класса тепловлажностных нагрузок и расчетной зоны устанавливается соответствующий технологический режим работы кондиционера, предусматривающий использование воздуха I и II рециркуляции посредством подключения соответствующих регулирующих органов аппаратов тепловлажностной обработки воздуха, а на втором уровне для установленного технологического режима работы обеспечивается регулирование для поддержания заданных параметров воздуха в помещении посредством воздействия на регулирующие органы аппаратов для обработки воздуха. При работе в автоматическом режиме поддержания температурно-влажностного режима (ТВР) в помещении обеспечивается оптимальное, из условий энергосбережения, потребление различных видов энергии. Регулирование параметров внутреннего воздуха происходит по их отклонению от требуемых значений. Применение данного способа дает возможность учитывать класс ТВН и предусматривает использование воздуха I и II рециркуляции, а также повышает точность поддерживаемых параметров в помещении за счет программного способа управления. 4 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к круглогодичному кондиционированию воздуха при работе в автоматическом режиме поддержания температурно-влажностного режима (ТВР) в помещении, обеспечивающем оптимальное потребление различных видов энергии.
Известен способ автоматического управления параметрами воздуха в помещении (а.с. СССР №576496, МКИ F24F 11/06), заключающийся в том, что автоматическое управление параметрами воздуха в помещении осуществляется путем измерения и регулирования энтальпии, влагосодержания и расходов внутреннего, приточного и наружного воздуха. Регулирование осуществляется по отклонению текущих значений энтальпии и влагосодержания внутреннего воздуха от их экстремальных значений, которые находятся на границе зоны допустимых параметров.
Недостатки данного способа:
- исходными данными для регулирования являются экстремальные значения, находящиеся на границе зоны допустимых параметров;
- низкая точность получения оптимальных параметров;
- регулирование параметров воздуха осуществляется по двум каналам и не используются каналы регулирования расхода наружного и рециркуляционного воздуха;
- не учитываются изменения тепловлажностных нагрузок (ТВН) в помещении.
Известен способ управления параметрами воздуха (патент РФ №2350850, МПК F24F 11/06, приоритет от 30.11.2007) - ближайший аналог, заключающийся в том, что автоматическое управление параметрами воздуха в помещении осуществляется путем измерения и регулирования энтальпии, влагосодержания и расходов внутреннего, приточного и наружного воздуха на основании их обработки в блоке оптимизации и формирования команд, в котором вычисляются тепло- и влаговыделения в помещении, зоны, параметры воздуха в контрольной точке, определяется технология обработки воздуха в кондиционере и включается режим работы кондиционера, обеспечивающий оптимальный способ обработки воздуха, а регулирование параметров внутреннего воздуха осуществляется по их отклонению от параметров в контрольной точке.
Недостаток данного способа:
- не используется в работе СКВ рециркуляционный воздух;
- не учтены классы тепловлажностных нагрузок (ТВН).
Целью предлагаемого изобретения является создание способа автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам, основанной на двухуровневой системе функционирования блока автоматизации и управления учитывающей класс ТВН и предусматривающий использование воздуха I и II рециркуляции.
Поставленная цель достигается путем организации двухуровневой системы функционирования блока автоматизации и управления таким образом, что на первом уровне выполняются необходимые измерения параметров забираемого наружного, приточного и удаляемого воздуха, вычисляются тепло- и влагоизбытки в помещении, параметры воздуха в опорных точках, класс тепловлажностных нагрузок, вычисляются границы зон изменения параметров наружного воздуха и определяется конкретная расчетная зона, в пределах которой находятся текущие параметры наружного воздуха, устанавливается соответствующая этой расчетной зоне контрольная точка и далее в зависимости от комбинации класса тепловлажностных нагрузок и расчетной зоны устанавливается соответствующий технологический режим работы кондиционера, предусматривающий использование воздуха I и II рециркуляции посредством подключения соответствующих регулирующих органов аппаратов тепловлажностной обработки воздуха, а на втором уровне, для установленного технологического режима работы, обеспечивается регулирование для поддержания заданных параметров воздуха в помещении, посредством воздействия на регулирующие органы аппаратов для обработки воздуха.
Таким образом, предлагаемый способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха позволяет оптимизировать расходы различных видов энергии и технологических сред (электроэнергии, воздуха и тепло- и хладоносителей) за счет организации двухуровневой системы функционирования блока автоматизации и управления, позволяющей использование воздуха I и II рециркуляции в зависимости от класса ТВН.
Анализ аналогов показал, что предлагаемое техническое решение является новым. Новизна предлагаемого способа автоматического управления системой кондиционирования воздуха заключается в двухуровневой организации функционирования блока автоматизации и управления, в результате которой последовательно выполняется комплекс мероприятий, зависящих от комбинации расчетной зоны и класса тепловлажностных нагрузок, учитывающего необходимость использования рециркуляционного воздуха. Комбинация расчетной зоны и класса тепловлажностных нагрузок является основанием для формирования технологического процесса обработки воздуха.
Таким образом, заявляемое изобретение характеризуется новизной существенного признака, дающего положительный эффект, и характеризуется признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».
На фиг.1 представлена блок-схема алгоритма технологического процесса обработки воздуха в кондиционере. Комплекс мероприятий, выполняемых в блоках с 1 по 7, составляют первый уровень управления.
В блоке 1 выполняется:
- установка требуемой температуры внутреннего воздуха в обслуживаемом помещении tтреб;
- установка требуемой относительной влажности внутреннего воздуха в обслуживаемом помещении φтреб;
- установка минимального расхода Gmin наружного воздуха;
- установка максимального расхода Gмах наружного воздуха.
В блоке 2 система управления посредством опроса измерительных датчиков производит замер параметров наружного, приточного и удаляемого воздуха. Выполняется сбор данных о:
- температуре наружного воздуха tнар;
- относительной влажности наружного воздуха φнар;
- температуре внутреннего воздуха в обслуживаемом помещении tпом;
- относительной влажности воздуха в обслуживаемом помещении φпом;
- расходе наружного воздуха Gнар;
- температуре приточного воздуха tпр;
- относительной влажности приточного воздуха φнар;
- расходе приточного воздуха Gпр;
- температуре удаляемого воздуха tуд;
- относительной влажности удаляемого воздуха φуд;
- расходе удаляемого воздуха Gуд;
- расходе воздуха первой рециркуляции Gрец1;
- расходе воздуха второй рециркуляции Gрец2;
- барометрическом давлении Pб;
- температуре воды в воздухоохладителе Тв.
В блоке 3 выполняется расчет текущих значений тепло- и влагоизбытков в помещении:
Δq=Gпр×(Iкт-Iпр); Δw=Gпр×(dкт-dпр)
В блоке 4 вычисляются параметры в опорных точках. Вычислив значения Δq и Δw, и зная минимальный и максимальный расход наружного воздуха, параметры в опорных точках H1min, H2min, Н3min, H4min, H1max, H2max, H3mах, Н4mах рассчитываются по следующим формулам:
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
где опорные точки H1min, H2min, H3min, H4min характеризуют параметры воздуха при минимальном расходе воздуха; опорные точки H1max, H2max, Н3mах, Н4mах характеризуют параметры воздуха при максимальном расходе воздуха; Gmin и Gmax - соответственно минимально неизбежный и максимально целесообразный расход наружного воздуха. На термодинамических схемах возможно различное расположение опорных точек H1min, H2min, H3min, H4min, H1max, H2max, Н3mах, Н4mах относительно линии φ=100%, влияющих на определение класса ТВН.
Определение класса ТВН выполняется в блоке 5.
Для I класса ТВН должны выполняться следующие условия: φH1min<1, φH2min<1, φH3min<1, φH4min<1, φH1max<1, φH2max<1, φH3max<1, φH4max<1.
Для II класса ТВН должны выполняться следующие условия:
(φH1min>1, φH2min>1, φH3min>1, φH4min>1, φH1max>1, φH2max>1, φH3max>1, φH4max>1.
Для III класса ТВН должны выполняться следующие условия:
(φH1min>1, φH2min>1, φH3min>1, φH4min>1, φH1max>1, φH2max>1, φH3max>1, φH4max>1.
В блоке 6 определяется принадлежность параметров наружного воздуха к расчетной зоне ТДМ. Условия попадания параметров наружного воздуха в ту или иную зону представлены в табл.1 и табл.2.
В блоке 7 определяются параметры воздуха в контрольной точке, в области требуемых параметров воздуха в помещении. Данные параметры приведены в табл.1 и табл.2.
В блоке 8 - определяющем второй уровень управления, выполняется регулирование для поддержания заданных параметров воздуха в помещении посредством воздействия на регулирующие органы аппаратов для обработки воздуха. На основании программы, заложенной в блоке автоматизации и управления, подаются команды на автоматическое регулирование и управление исполнительными механизмами, соответствующие установленному технологическому режиму работы.
На фиг.№2 приведена принципиальная схема системы кондиционирования воздуха при полной комплектации, с указанием наименования оборудования. Под полной комплексацией понимается наличие в схеме всех требуемых аппаратов для тепловлажностной обработки воздуха, необходимых для комплексной обработки воздуха. Приведенная принципиальная схема, с указанием мест установки датчиков для контроля параметров и функционирования, необходима для пояснения работы предлагаемого способа.
Пример построения зон на I-d-диаграмме для первого и второго класса тепловлажностных нагрузок СКВ с пароувлажнителем приведен соответственно на фиг.3 и фиг.4. Заглавными буквами русского алфавита, в кружках на данных рисунках, одновременно обозначаются зоны и соответствующие им режимы работы СКВ, указанные в табл.1 и табл.2. Границы зон определяются заданной областью (У1, У2, У3 и У4) нормируемых параметров воздуха в помещениях, максимальным и минимальным расходами наружного воздуха, рециркуляционного воздуха, а также значениями тепловлажностных нагрузок в любой момент времени. Каждой зоне соответствует единственный оптимальный режим обработки воздуха.
Анализируя и сравнивая работу СКВ при различных классах ТВН, очевидно, что алгоритмы работы СКВ, а соответственно и процессы обработки воздуха, различны. Так, например, для зоны А, при первом классе ТВН, минимальное количество наружного воздуха необходимо нагреть в калорифере первого подогрева до изотермы tH1min, затем увлажнить до точки H1min и подать в помещение. В то время как для зоны А, при втором классе ТВН, минимальное количество наружного воздуха необходимо нагреть в калорифере первого подогрева до изотермы tH1min, затем смешать с рециркуляционным (1-я рециркуляция), полученную воздушную смесь увлажнить и подать в помещение. В обоих случаях параметры воздуха в помещении необходимо поддерживать в точке У1.
Заявляемый способ автоматического управления параметрами воздуха является промышленно применимым, так как включает в себя способы управления, применяемые ранее, а также существующие технические средства позволяют его реализовать в полном объеме.
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023

Claims (1)

  1. Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам путем измерения тепловлажностных параметров и расходов забираемого наружного, приточного и удаляемого воздуха, а также вычисления в блоке автоматизации и управления тепло- и влаговыделений в помещении, зоны и параметров воздуха в контрольной точке, отличающийся тем, что функционирование блока автоматизации и управления организовано на двух уровнях, причем на первом уровне выполняются необходимые измерения параметров забираемого наружного, приточного и удаляемого воздуха, вычисляются тепло- и влагоизбытки в помещении, параметры воздуха в опорных точках, класс тепловлажностных нагрузок, вычисляются границы зон изменения параметров наружного воздуха и определяется конкретная расчетная зона, в пределах которой находятся текущие параметры наружного воздуха, устанавливается соответствующая этой расчетной зоне контрольная точка и далее в зависимости от комбинации класса тепловлажностных нагрузок и расчетной зоны устанавливается соответствующий технологический режим работы кондиционера, предусматривающий использование воздуха I и II рециркуляции посредством подключения соответствующих регулирующих органов аппаратов тепловлажностной обработки воздуха, а на втором уровне, для установленного технологического режима работы, обеспечивается регулирование для поддержания заданных параметров воздуха в помещении посредством воздействия на регулирующие органы аппаратов для обработки воздуха.
RU2011124091/12A 2011-06-14 2011-06-14 Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам RU2463524C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011124091/12A RU2463524C1 (ru) 2011-06-14 2011-06-14 Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011124091/12A RU2463524C1 (ru) 2011-06-14 2011-06-14 Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2463524C1 true RU2463524C1 (ru) 2012-10-10

Family

ID=47079618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011124091/12A RU2463524C1 (ru) 2011-06-14 2011-06-14 Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2463524C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2587065C2 (ru) * 2014-11-12 2016-06-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха
RU2756611C1 (ru) * 2018-09-19 2021-10-04 Гри Электрик Эпплайенсиз, Инк. оф Чжухай Блок с множеством соединений, конечная распределительная система и способ управления ей и распределитель

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU576496A1 (ru) * 1976-07-28 1977-10-15 Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений Способ автоматического управлени параметрами воздуха в помещении
SU769221A1 (ru) * 1978-11-30 1980-10-07 Одесский Технологический Институт Пищевой Промышленности Им.М.В. Ломоносова Способ автоматического регулировани параметров воздуха в помещении
SU1341465A1 (ru) * 1984-06-20 1987-09-30 Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше Система кондиционировани воздуха
RU2005269C1 (ru) * 1991-03-28 1993-12-30 Государственный проектный, конструкторский научно-исследовательский институт "СантехНИИпроект" Система кондиционировани с автоматическим регулированием тепловлагосодержани приточного воздуха
US20050082277A1 (en) * 2003-09-17 2005-04-21 Gordon Jones System and method for controlling heating and ventilating systems
DE102005020934A1 (de) * 2004-05-04 2006-01-12 Busi Impianti S.P.A. Vorrichtung zur dynamischen Umgebungsregelung und entsprechendes variables Luftströmungssystem
WO2007107837A2 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 C.R.F. Società Consortile Per Azioni System and method for controlling the air-conditioning system of a vehicle with reduced energy consumption
RU2350850C1 (ru) * 2007-11-30 2009-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет Способ автоматического управления параметрами воздуха

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU576496A1 (ru) * 1976-07-28 1977-10-15 Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений Способ автоматического управлени параметрами воздуха в помещении
SU769221A1 (ru) * 1978-11-30 1980-10-07 Одесский Технологический Институт Пищевой Промышленности Им.М.В. Ломоносова Способ автоматического регулировани параметров воздуха в помещении
SU1341465A1 (ru) * 1984-06-20 1987-09-30 Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше Система кондиционировани воздуха
RU2005269C1 (ru) * 1991-03-28 1993-12-30 Государственный проектный, конструкторский научно-исследовательский институт "СантехНИИпроект" Система кондиционировани с автоматическим регулированием тепловлагосодержани приточного воздуха
US20050082277A1 (en) * 2003-09-17 2005-04-21 Gordon Jones System and method for controlling heating and ventilating systems
DE102005020934A1 (de) * 2004-05-04 2006-01-12 Busi Impianti S.P.A. Vorrichtung zur dynamischen Umgebungsregelung und entsprechendes variables Luftströmungssystem
WO2007107837A2 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 C.R.F. Società Consortile Per Azioni System and method for controlling the air-conditioning system of a vehicle with reduced energy consumption
RU2350850C1 (ru) * 2007-11-30 2009-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет Способ автоматического управления параметрами воздуха

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2587065C2 (ru) * 2014-11-12 2016-06-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха
RU2756611C1 (ru) * 2018-09-19 2021-10-04 Гри Электрик Эпплайенсиз, Инк. оф Чжухай Блок с множеством соединений, конечная распределительная система и способ управления ей и распределитель

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3318809A1 (en) Air-conditioning system control device and air-conditioning system
CN103528144B (zh) 基于绝对湿度控制的新风变风量节能方法及装置
CN103547868B (zh) 热回收设备系统、热回收设备控制装置及热回收设备控制方法
CN106885334B (zh) 空调风量控制方法与装置
EP2471568A3 (en) Humidification of respiratory gases
JP2020038052A (ja) 換気制御装置及び換気システム
JP6794397B2 (ja) 次世代型高解析ヒューマンカロリーメーター
CN203396039U (zh) 一种中央空调系统及其风量调节装置
RU2463524C1 (ru) Способ автоматического управления системой кондиционирования воздуха по оптимальным режимам
CN111854076B (zh) 基于室内负荷与舒适度的自调节控制方法及系统
KR20090011711A (ko) 계사 환경제어 장치
CN115183352B (zh) 基于pmv的地埋管直供地板辐射供冷控制方法和装置
CN106765957A (zh) 基于负荷预测与舒适度反馈的供水变温度控制系统
Li et al. An efficient breathing zone with targeted oxygenation for improving the sleep environment in hypoxic areas
CN110957026B (zh) 医疗设备运行环境的调节方法、终端和存储介质
CN108954656A (zh) 轨道客车空调能耗试验装置及方法
CN106765956A (zh) 基于空调负荷率的供水变温度控制系统
CN204358909U (zh) 一种适用于空调器焓差试验的温湿度调节系统
CN106871339A (zh) 一种手术室四季温湿度控制系统
JP6359440B2 (ja) スポーツサイエンス用人工環境制御室
JP6335969B2 (ja) 次世代型高解析ヒューマンカロリーメーター
CN106839266B (zh) 基于空调负荷率和舒适度反馈的供水变温度控制系统
CN115264670A (zh) 一种基于碳中和的洁净室数智化节能系统
CN115167303A (zh) 一种工厂内部环境低碳控制系统及方法
CN106642605A (zh) 基于负荷率预测的供水变温度控制系统