RU2685814C1 - Method for determining the optimal heating time of the heating object - Google Patents

Method for determining the optimal heating time of the heating object Download PDF

Info

Publication number
RU2685814C1
RU2685814C1 RU2018121093A RU2018121093A RU2685814C1 RU 2685814 C1 RU2685814 C1 RU 2685814C1 RU 2018121093 A RU2018121093 A RU 2018121093A RU 2018121093 A RU2018121093 A RU 2018121093A RU 2685814 C1 RU2685814 C1 RU 2685814C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
time
heating
coefficient
heat supply
dependence
Prior art date
Application number
RU2018121093A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Сергеевич Хремкин
Степан Александрович Панфилов
Олег Владимирович Кабанов
Ольга Сергеевна Язовцева
Максим Сергеевич Видякин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority to RU2018121093A priority Critical patent/RU2685814C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685814C1 publication Critical patent/RU2685814C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to methods of determining optimum heating time of an object from a minimum allowable temperature to optimally comfortable for a given object to a desired moment in time. Method of determining the optimum object heating time consists in determining the required thermophysical characteristics of the object in order to find the heating and cooling time constant of the object using the method of least squares using experimental data obtained during heating of the object. Then the dependence of the ambient temperature on the coefficient of active work of the heat supply system is determined. Coefficient of active work of the heat supply system is determined by the following formula: K=t/t= P/P, where Kis coefficient of active operation of heat supply system, t– time of active operation of heat supply system during time t, Pis average consumed power, P– rated power of heat supply source. Further, the dependence of the object heating time on the ambient temperature and, using the obtained data, the dependence of the object heating time at a certain instant of time on the coefficient of active operation of the heat supply system are determined, while if there is no coefficient of active work of the heat supply system, the determination of the optimum object heating time is determined by the dependence of the object cooling time on the ambient temperature, then the optimum object heating time is obtained depending on the ambient temperature.EFFECT: method enables to determine optimum heating time of an object without using external climatic equipment and to increase efficiency of energy saving mode and controllability of autonomous heat supply system due to more accurate determination of the moment of heat supply system activation into active operation.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к способам определения оптимального времени разогрева объекта с минимально допустимой температуры до оптимально комфортной для заданного объекта к нужному моменту времени.The invention relates to methods for determining the optimal warm-up time of an object from the minimum allowable temperature to the optimum comfort for a given object at the desired time.

Известен способ определения оптимального времени разогрева помещения, в котором описано решение задачи параметрической идентификации математической модели теплового режима здания, которая учитывает тепло-инерционные свойства ограждения (в частности, постоянную времени Т). Разработана структура математической модели, позволяющая показывать изменения наружной температуры от времени. С помощью данной модели происходит определение зависимости внутренней температуры от внешних климатических условий, характеристик здания и параметров системы теплоснабжения. Разработан оптимальный алгоритм управления режимом прерывистого отопления, который заключается в снижении мощности системы теплоснабжения до минимального значения в первый интервал времени и поддержания тепловой мощности на максимальном уровне во втором периоде (Анисимова Е.Ю. Оптимизация температурных режимов общественно-административных и производственных зданий: дисс. канд. тех. наук / Е.Ю. Анисимова; Южно-Уральский государственный университет, 2008, с. 34-56).There is a method of determining the optimal heating time of the room, which describes the solution of the problem of parametric identification of a mathematical model of the thermal mode of a building, which takes into account the heat-inertial properties of the fence (in particular, the time constant T). A structure of a mathematical model has been developed that allows showing changes in the outside temperature with time. With the help of this model, the determination of the dependence of the internal temperature on the external climatic conditions, characteristics of the building and parameters of the heating system is carried out. The optimal algorithm for managing the intermittent heating mode has been developed, which consists in reducing the power of the heating system to the minimum value in the first time interval and maintaining the thermal power at the maximum level in the second period (Anisimova E.Yu. Optimization of temperature regimes in public administration and production buildings: diss. Candidate of Technical Sciences / E.Yu. Anisimova; South Ural State University, 2008, pp. 34-56).

Недостатком известного способа является то, что для определения оптимального времени разогрева с минимально допустимой температуры к нужному моменту времени используется датчик наружной температуры и не учитываются дополнительные факторы, влияющие на определение времени разогрева. The disadvantage of this method is that to determine the optimal warm-up time from the minimum allowable temperature to the desired time point, an outdoor temperature sensor is used and additional factors affecting the determination of the warm-up time are not taken into account.

Известен способ определения коэффициента тепловой аккумуляции здания на основе теплового баланса с использованием с использованием коэффициентов описывающих теплофизические свойства объекта (Соколов Е.Я., Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов.- 7-е изд. - М.: Издательство МЭИ, 2001. - 472 с.: глава 8).There is a method of determining the coefficient of thermal accumulation of a building on the basis of heat balance using the coefficients describing the thermal properties of the object (Sokolov E.Ya., Heat and Heat Networks: A textbook for universities. - 7th ed. - M .: Publishing House of Moscow Power Engineering Institute, 2001 - 472 pp .: Chapter 8).

Недостатком известного способа является то, коэффициент тепловой аккумуляции здания находят путем определения коэффициентов, характеризующих теплофизические свойства объекта по нормативным документам, что на практике не всегда совпадает с реальными теплофизическими свойствами объекта.The disadvantage of this method is that the coefficient of thermal accumulation of a building is found by determining the coefficients characterizing the thermophysical properties of the object according to regulatory documents, which in practice does not always coincide with the actual thermophysical properties of the object.

Известен способ, который заключается в определении времени разогрева объекта, исходя из построенной математической модели, которая представляет собой дифференциальное уравнение с начальными условиями. Для данного уравнения численным методом решена задача Коши. Постоянная времени разогрева определяется аналитическим методом (Нагорная А.Н. Математическое моделирование и исследование нестационарного теплового режима зданий: дисс. кан. тех. наук / А.Н. Нагорная; Южно-Уральский государственный университет, 2008, с. 25-63).The known method, which consists in determining the time of heating of the object, based on the constructed mathematical model, which is a differential equation with initial conditions. For this equation, the Cauchy problem was solved by a numerical method. The warm-up time constant is determined by an analytical method (Nagornaya AN, Mathematical Modeling and Research on the Unsteady Thermal Regime of Buildings: Diss. Channel. Tec. Sciences / AN Nagornaya; South Ural State University, 2008, pp. 25-63).

Недостатком известного способа является то, что использование климатического оборудования усложняет систему управления временем разогрева объекта.The disadvantage of this method is that the use of climatic equipment complicates the time management system of the facility.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ, состоящий из определения необходимых теплофизических характеристик объекта для нахождения постоянной времени разогрева и остывания объекта методом наименьших квадратов с использованием экспериментальных данных полученных в ходе разогрева объекта и получения зависимости времени разогрева объекта к нужному моменту времени, используя математическую модель теплового режима объекта. После нахождения постоянной времени разогрева и остывания объекта, определяют зависимость окружающей температуры от коэффициента активной работы системы теплоснабжения. Коэффициент активной работы системы теплоснабжения определяют по следующей формуле: The closest to the claimed technical solution is a method consisting of determining the necessary thermophysical characteristics of an object to find the time constant of heating and cooling the object using the least squares method using experimental data obtained during the heating of the object and obtaining the dependence of the heating time of the object to the desired point in time using a mathematical model thermal regime of the object. After finding the time constant for heating and cooling the object, determine the dependence of the ambient temperature on the coefficient of active operation of the heating system. The coefficient of active work of the heating system is determined by the following formula:

Ka = tраб/tпод = Pзатр/Pуст,Ka= tslave/ tunder = Prubbed/Pust,

где Ка – коэффициент активной работы системы теплоснабжения, tраб – время активной работы системы теплоснабжения за время tпод, Pзатр – средняя потребляемая мощность, Руст – номинальная мощность источника теплоснабжения.where K a is the coefficient of active operation of the heat supply system, t slave is the time of active operation of the heat supply system for the time t under , P satr is the average power consumption, P mouth is the rated power of the heat supply source.

Далее определяют зависимость времени разогрева объекта от окружающей температуры и с помощью полученных данных находят зависимость времени разогрева объекта к определенному моменту времени от коэффициента активной работы системы теплоснабжения, при этом если коэффициент активной работы системы теплоснабжения отсутствует то определение оптимального времени разогрева объекта находят с помощью зависимости времени остывания объекта от окружающей температуры, затем получают оптимальное время разогрева объекта в зависимости от окружающей температуры. патент на изобретение (RU № 2643945, МПК F24D 19/10, опубл. 06.02.2018).Next, determine the dependence of the heating time of the object from the ambient temperature and using the obtained data find the dependence of the heating time of the object to a certain point in time from the coefficient of active work of the heating system, and if the coefficient of active work of the heating system is absent, then the definition of the optimum time of heating the object is found using the time dependence cooling the object from the ambient temperature, then get the optimal time of heating the object, depending on the environment guide temperature. patent for invention (RU No. 2643945, IPC F24D 19/10, publ. 06.02.2018).

Недостатком известного способа является, то что производится сравнение изменения температуры внутри объекта в момент остывания с Тв1 до Тв2 и по полученным значениям из табличной зависимости берется расчетное Токр, но из-за старения материалов и изменения их ТФС (теплофизических свойств) данные значения, представленные в таблицы, будут неинформативны, а, следовательно, через промежуток времени определение по ней Токр будет неинформативно.The disadvantage of this method is that a comparison of the temperature change inside the object at the time of cooling from T b1 to T b2 is made, and according to the obtained values, the calculated T ocr is taken from the tabular dependence, but due to the aging of materials and their TFS (thermophysical properties) these values , presented in the table, will be uninformative, and, therefore, after a period of time the definition of T OCP will be uninformative.

Технический результат заключается в повышении эффективности режима энергосбережения и управляемости систем автономного теплоснабжения за счет более точного определения момента включения системы теплоснабжения в активную работу, с учетом возмущающих воздействий на объект теплоснабжения и отсутствия необходимости сравнения с табличными зависимостями.The technical result consists in increasing the efficiency of the energy saving mode and controllability of the autonomous heat supply systems due to a more accurate determination of the moment of turning on the heat supply system into active operation, taking into account the disturbing effects on the heat supply object and the absence of the need for comparison with tabular dependencies.

Сущность изобретения заключается в том, что способ определения оптимального времени разогрева объекта теплоснабжения состоит из определения необходимых теплофизических характеристик объекта для нахождения постоянной времени разогрева и остывания объекта методом наименьших квадратов с использованием экспериментальных данных полученных в ходе разогрева объекта и получения зависимости времени разогрева объекта к нужному моменту времени, используя математическую модель теплового режима объекта. После нахождения постоянной времени разогрева и остывания объекта, определяют зависимость окружающей температуры от коэффициента активной работы системы теплоснабжения. Коэффициент активной работы системы теплоснабжения определяют по формуле (1).The essence of the invention lies in the fact that the method of determining the optimal heating time of the heat supply object consists of determining the necessary thermal characteristics of the object to find the time constant of heating and cooling the object using the least squares method using experimental data obtained during the heating of the object and obtaining the dependence of the heating time of the object to the desired moment time, using a mathematical model of the thermal regime of the object. After finding the time constant for heating and cooling the object, determine the dependence of the ambient temperature on the coefficient of active operation of the heating system. The coefficient of active work of the heating system is determined by the formula (1).

Далее определяют зависимость времени разогрева объекта от окружающей температуры и с помощью полученных данных находят зависимость времени разогрева объекта к определенному моменту времени от коэффициента активной работы системы теплоснабжения, при этом если коэффициент активной работы системы теплоснабжения отсутствует то определение оптимального времени разогрева объекта находят с помощью зависимости времени остывания объекта от окружающей температуры, затем получают оптимальное время разогрева объекта в зависимости от окружающей температуры. Next, determine the dependence of the heating time of the object from the ambient temperature and using the obtained data find the dependence of the heating time of the object to a certain point in time from the coefficient of active work of the heating system, and if the coefficient of active work of the heating system is absent, then the definition of the optimum time of heating the object is found using the time dependence cooling the object from the ambient temperature, then get the optimal time of heating the object, depending on the environment guide temperature.

Для определения момента включения системы теплоснабжения на разогрев объекта к нужному моменту времени, в момент когда коэффициент активной работы отсутствует, расчетное значение момента включения определяют по времени остывания температуры внутри помещения на 1°С.To determine the moment of switching on the heating system to warm up the object to the desired point in time, at the moment when the coefficient of active work is absent, the calculated value of the moment of switching on is determined by the cooling time of the indoor temperature by 1 ° C.

На фиг. 1 представлен график коэффициента активной работы от температуры окружающей среды; на фиг. 2 - экспериментальная кривая в ходе разогрева исследуемого объекта; на фиг. 3 - зависимость времени разогрева объекта от температуры окружающей среды; на фиг. 4 - зависимость времени разогрева объекта от коэффициента активной работы; на фиг. 5 - график изменения температуры внутри исследуемого объекта при отключении системы теплоснабжения.FIG. 1 shows a graph of the coefficient of active work on the ambient temperature; in fig. 2 - experimental curve during the heating of the object under study; in fig. 3 - dependence of the warm-up time of the object from the ambient temperature; in fig. 4 - the dependence of the warm-up time of the object from the coefficient of active work; in fig. 5 is a graph of the temperature change inside the object under study when the heating system is disconnected.

Способ заключается в следующем. Для получения зависимости времени разогрева от коэффициента активной работы требуется выявление зависимостей Ка=f(Токр.) (фиг. 1), tвр.р= f(Тигр.) (фиг. 2) с помощью переносной автоматизированной установки для определения теплофизических свойств.The method consists in the following. To obtain the dependence of the warm-up time on the coefficient of active work, it is necessary to identify the dependencies K a = f (T amb. ) (Fig. 1), t dr.r = f (T games ) (Fig. 2) using a portable automated installation to determine thermophysical properties.

Задают температуру поддержания внутри объекта - Тв.Set the temperature maintain inside the object - T in .

Определяют среднюю окружающую температуру за время проведения исследования, °C:Determine the average ambient temperature during the study, ° C:

Figure 00000001
(2)
Figure 00000001
(2)

где

Figure 00000002
температура окружающей среды в i момент времени, n – количество снятых показаний.Where
Figure 00000002
ambient temperature at time i, n is the number of readings taken.

Определяют общую площадь

Figure 00000003
и объем
Figure 00000004
объекта по наружному обмеру.Determine the total area
Figure 00000003
and volume
Figure 00000004
object on the outside measurement.

Определют среднюю потребляемую мощность на поддержание заданной температуры, Вт:Determine the average power consumption to maintain the desired temperature, W:

Figure 00000005
. (3)
Figure 00000005
. (3)

где Pзатр – средняя потребляемая мощность, Руст – номинальная мощность источника теплоснабжения, tраб - время активной работы системы теплоснабжения за время tпод.where P satr - the average power consumption, P mouth - the nominal power of the heat source, t slave - the time of active operation of the heat supply system for the time t under .

Определяют коэффициент теплопередачи, Вт/(м2.ºC): Determine the heat transfer coefficient, W / (m 2. ºC):

Figure 00000006
(4)
Figure 00000006
(four)

Определяют удельную тепловую характеристику объекта, Вт/(м3∙ºC):Determine the specific thermal characteristic of the object, W / (m 3 ∙ ºC):

Figure 00000007
(5)
Figure 00000007
(five)

Среднюю потребляемую мощность, затрачиваемую на поддержание требуемой температуры внутри исследуемого объекта, в зависимости от температуры окружающего воздуха определяют по формуле (6) с использованием коэффициента теплопередачи и с учетом общей площади исследуемого объекта по наружному обмеру, Вт:The average power consumption spent on maintaining the required temperature inside the object under study, depending on the ambient temperature, is determined by the formula (6) using the heat transfer coefficient and taking into account the total area of the object under investigation by external measurement, W:

Figure 00000008
(6)
Figure 00000008
(6)

Среднюю потребляемую мощность, затрачиваемую на поддержание требуемой температуры внутри исследуемого объекта в зависимости от температуры окружающего воздуха определяют по формуле (7) с использованием удельной тепловой характеристики и объема помещения по наружному обмеру, Вт: The average power consumption spent on maintaining the required temperature inside the object under study, depending on the ambient temperature, is determined by the formula (7) using the specific thermal characteristic and the volume of the room by external measurement, W:

Figure 00000009
(7)
Figure 00000009
(7)

Коэффициент активной работы системы теплоснабжения находят по следующей формуле (8):The coefficient of active work of the heating system is found by the following formula (8):

Ka = tраб/tпод = Pзатр/Pуст, (8)Ka= tslave/ tunder = Prubbed/Pust, (eight)

На фиг. 1 представлен график Ка=f(Токр.). Расчетную кривую строят по полученным теплофизическим характеристикам объекта и с помощью формул (6) или (7).FIG. 1 is a graph of K a = f (T amb. ). The calculated curve is constructed from the obtained thermophysical characteristics of the object and using the formulas (6) or (7).

Для того чтобы найти время разогрева объекта в зависимости от окружающей температуры tвр.р= f(Токр.) необходимо знать уравнение теплового режима объекта.In order to find the object warm-up time depending on the ambient temperature t bp = f (T amb. ), It is necessary to know the equation of the thermal regime of the object.

Тепловой режим отапливаемого объекта может быть описан следующим дифференциальным уравнением (9):The thermal regime of a heated object can be described by the following differential equation (9):

Figure 00000010
(9)
Figure 00000010
(9)

где

Figure 00000011
- разница между окружающей и внутренней температурами в каждый момент времени
Figure 00000012
, Тр - постоянная времени разогрева,
Figure 00000013
- коэффициент передачи по каналу «мощность системы отопления - температура внутреннего воздуха» находится по следующей формуле (10): Where
Figure 00000011
- the difference between ambient and internal temperatures at each time point
Figure 00000012
, T p - warming time constant,
Figure 00000013
- transmission coefficient on the channel “heating system power - internal air temperature” is found by the following formula (10)

Figure 00000014
(10)
Figure 00000014
(ten)

Для нахождения оптимального времени разогрева объекта используют уравнение (11), принятое в теории автоматического управления:To find the optimal time for heating an object, use equation (11), adopted in the theory of automatic control:

Figure 00000015
(11)
Figure 00000015
(eleven)

Для аналитического решения уравнения (11) методом разделения переменных приводят его к виду:For the analytical solution of equation (11) by the method of separation of variables, it leads to the form:

Figure 00000016
Figure 00000017
(12)
Figure 00000016
Figure 00000017
(12)

Общим решением уравнения (12) является функция:The general solution of equation (12) is the function:

Figure 00000018
Figure 00000016
(13)
Figure 00000018
Figure 00000016
(13)

Для заданной окружающей температуры и заданного начального значении внутренней температуры находят значение С:For a given ambient temperature and a given initial value of the internal temperature find the value of C:

Figure 00000019
(14)
Figure 00000019
(14)

Figure 00000020
(15)
Figure 00000020
(15)

Решение уравнения (11) примет вид:The solution of equation (11) takes the form:

Figure 00000021
( 16)
Figure 00000021
( sixteen)

Находят постоянную

Figure 00000022
методом наименьших квадратов с использованием экспериментальных данных полученных в ходе разогрева помещения при фиксированной мощности системы теплоснабжения. Find constant
Figure 00000022
by the method of least squares using experimental data obtained during the heating of the room at a fixed power heating system.

Пусть

Figure 00000023
,Let be
Figure 00000023
,

где

Figure 00000024
,
Figure 00000025
, Where
Figure 00000024
,
Figure 00000025
,

необходимо найти х. Поскольку х входит в степень экспоненты, то его находят составив функционал для метода наименьших квадратов, как квадрат разницы натуральных логарифмов (17):need to find x. Since x is included in the exponent, it is found by composing a functional for the least squares method, like the square of the difference of the natural logarithms (17):

Figure 00000026
(17)
Figure 00000026
(17)

Для нахождения минимума этого функционала, находят его производную по х и приравнивают к 0 (18):To find the minimum of this functional, find its derivative with respect to x and equate to 0 (18):

Figure 00000027
(18)
Figure 00000027
(18)

Решают полученное уравнение относительно х (19):Solve the resulting equation for x (19):

Figure 00000028
(19)
Figure 00000028
(nineteen)

Постоянную времени разогрева определяют по формуле (20):The time constant of heating is determined by the formula (20):

Figure 00000029
(20)
Figure 00000029
(20)

По полученным данным для Токр строят график зависимости tвр.р от Токр по формуле (21):The data obtained for T env plotted from t vr.r T env by the formula (21):

Figure 00000030
(21)
Figure 00000030
(21)

Объединение функциональных зависимостей, приведенных на фиг. 1 и 3 позволяет получить зависимость tвр.р=f(Ka) по результатам эксперимента по определению теплофизических свойств объекта теплоснабжения (фиг. 4).Combining the functional dependencies shown in FIG. 1 and 3 allows to obtain the dependence of t BP . P = f (K a ) according to the results of an experiment to determine the thermophysical properties of the object of heat supply (Fig. 4).

В случае, если коэффициент активной работы равен Ka=0 (температура в помещении выше заданной, при переходе из режима поддержания оптимальной температуры в режим энергосбережения – когда температура внутри помещения начинает постепенно снижаться), зависимость времени разогрева определяется исходя из зависимости времени изменения температуры внутри отдельного помещения или объекта на 1 оС.If the coefficient of active work is K a = 0 (the temperature in the room is higher than the set one, when switching from the optimal temperature maintenance mode to the energy saving mode - when the indoor temperature begins to gradually decrease), the dependence of the warm-up time is determined based on the time dependence of the internal temperature change a separate room or object at 1 o C.

По полученному значению зависимости tост=f(∆Tв) времени остывания температуры в помещении на 1 оС, определяется расчетная окружающая температура по формуле: According to the obtained value depending ost t = f (ΔT c) cooling time the room temperature by 1 ° C, determined by calculation the ambient temperature according to the formula:

Figure 00000031
(22)
Figure 00000031
(22)

где Твi - температура внутри объекта в i момент времени, Тв(0) – начальное значение внутренней температуры = ∆Tв. where tvi- temperature inside the object at time i, Tin (0)- initial internal temperature = ∆Tat.

Так как То – постоянная времени при остывании отличается от Тр при разогреве, найдем ее методом наименьших квадратов с использованием экспериментальных данных полученных в ходе остывания помещения при отключении подачи тепла.Since T o - the time constant during cooling differs from T p during heating, we will find it by the least squares method using experimental data obtained during the cooling of the room when the heat supply is turned off.

Пусть

Figure 00000032
,Let be
Figure 00000032
,

где

Figure 00000024
,
Figure 00000033
Where
Figure 00000024
,
Figure 00000033

Необходимо найти

Figure 00000034
. Поскольку
Figure 00000034
входит в степень экспоненты, то его находят, если составить функционал для метода наименьших квадратов, как квадрат разницы натуральных логарифмов (23).Need to find
Figure 00000034
. Insofar as
Figure 00000034
is included in the exponent, then it is found if we compose a functional for the least squares method, like the square of the difference of natural logarithms (23).

Figure 00000035
(23)
Figure 00000035
(23)

Для нахождения минимума этого функционала, находят его производную по

Figure 00000034
и приравнивают к 0:To find the minimum of this functional, find its derivative with respect to
Figure 00000034
and equate to 0:

Figure 00000036
(24)
Figure 00000036
(24)

Решают полученное уравнение относительно

Figure 00000034
:Solve the resulting equation for
Figure 00000034
:

Figure 00000037
(25)
Figure 00000037
(25)

Постоянную времени остывания определяют по формуле:The time constant cooling is determined by the formula:

Figure 00000038
(26)
Figure 00000038
(26)

Затем по полученному значению расчетной окружающей температуры, из формулы (27) производят определение расчетного времени разогрева объекта к нужному моменту времени:Then, based on the obtained value of the estimated ambient temperature, from the formula (27), the estimated heating time of the object is determined by the required time point:

Figure 00000039
(27)
Figure 00000039
(27)

По сравнению с известным решением, предлагаемое позволяет повысить эффективность режима энергосбережения и управляемость систем автономного теплоснабжения за счет более точного определения момента включения системы теплоснабжения в активную работу, с учетом всех возмущающих воздействий на объект теплоснабжения.Compared with the known solution, the proposed method allows to increase the efficiency of the energy saving mode and controllability of the autonomous heat supply systems due to a more accurate determination of the moment of switching on the heat supply system to active operation, taking into account all disturbing influences on the heat supply object.

Claims (3)

Способ определения оптимального времени разогрева объекта, состоящий из определения необходимых теплофизических характеристик объекта для нахождения постоянной времени разогрева и остывания объекта методом наименьших квадратов с использованием экспериментальных данных, полученных в ходе разогрева объекта и получения зависимости времени разогрева объекта к нужному моменту времени, используя математическую модель теплового режима объекта, после нахождения постоянной времени разогрева и остывания объекта определяют зависимость окружающей температуры от коэффициента активной работы системы теплоснабжения, коэффициент активной работы системы теплоснабжения определяют по следующей формуле: A method for determining the optimal time for an object to heat up, consisting of determining the required thermophysical characteristics of an object to find the time constant for heating and cooling an object using the least squares method using experimental data obtained during the object warming up and obtaining the dependence of the object warming up time to a desired point in time using a mathematical thermal model mode of the object, after finding the time constant of heating and cooling the object determine the dependence of Rouge temperature coefficient of the heating operation of the active system, the active coefficient of heat supply system is determined by the following formula: Ka = tраб/tпод = Pзатр/Pуст,K a = t slave / t under = P w / P mouth , где Ка – коэффициент активной работы системы теплоснабжения, tраб – время активной работы системы теплоснабжения за время tпод, Pзатр – средняя потребляемая мощность, Руст – номинальная мощность источника теплоснабжения, после чего определяют зависимость времени разогрева объекта от окружающей температуры и с помощью полученных данных находят зависимость времени разогрева объекта к определенному моменту времени от коэффициента активной работы системы теплоснабжения, при этом если коэффициент активной работы системы теплоснабжения отсутствует, то определение оптимального времени разогрева объекта находят с помощью зависимости времени остывания объекта от окружающей температуры, затем получают оптимальное время разогрева объекта в зависимости от окружающей температуры, отличающийся тем, что для определения момента включения системы теплоснабжения на разогрев объекта к нужному моменту времени, в момент когда коэффициент активной работы отсутствует, расчетное значение момента включения определяют по времени остывания температуры внутри помещения 1 ºС.  where Ka is the coefficient of active operation of the heating system, trab is the time of active operation of the heating system during the time tpod, Psatr is the average power consumption, Rust is the rated power of the heat supply source, after which the dependency of the object warm-up time on the ambient temperature is determined and using the obtained data object warming up time to a specific point in time from the coefficient of active work of the heating system, if the coefficient of active work of the heating system is absent, the determination of the optimal time of heating the object is found using the dependence of the cooling time of the object on the ambient temperature, then the optimum heating time of the object depending on the ambient temperature is obtained, characterized in that to determine the moment of activation of the heating system to warm the object to the desired time, the moment when the coefficient of active work is absent, the calculated value of the moment of activation is determined by the cooling time of the indoor temperature 1 ºС.
RU2018121093A 2018-06-07 2018-06-07 Method for determining the optimal heating time of the heating object RU2685814C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121093A RU2685814C1 (en) 2018-06-07 2018-06-07 Method for determining the optimal heating time of the heating object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121093A RU2685814C1 (en) 2018-06-07 2018-06-07 Method for determining the optimal heating time of the heating object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685814C1 true RU2685814C1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66314805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018121093A RU2685814C1 (en) 2018-06-07 2018-06-07 Method for determining the optimal heating time of the heating object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685814C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781893C1 (en) * 2021-12-07 2022-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Method for determining the minimum turn-on time of the heating system for heating the building premises

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3703000A1 (en) * 1987-02-02 1988-08-11 Siemens Ag Arrangement for controlling a building heating or cooling system
FR2755262A1 (en) * 1996-10-31 1998-04-30 Gaz De France Method and programmer for intermittently heating building
RU2144162C1 (en) * 1996-07-16 2000-01-10 Кричке Владимир Оскарович Automated system for measurement and recording of flow rate of heat-transfer agent and heat in heat supply systems
RU98118377A (en) * 1996-03-12 2000-08-27 Рейкем Корпорейшн ELECTRIC HEATING SYSTEM
RU2231821C1 (en) * 2002-10-18 2004-06-27 Ульяновский государственный технический университет Method for program control of heating power
RU2232352C2 (en) * 2002-02-28 2004-07-10 Виктор Александрович Белошенко Heat supply object monitoring method and process for testing heating system of buildings
RU2643945C1 (en) * 2016-11-02 2018-02-06 Олег Владимирович Кабанов Method of determining the optimal object heating time

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69718299D1 (en) * 1996-03-12 2003-02-13 Tyco Electronics Corp ELECTRIC HEATING SYSTEMS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3703000A1 (en) * 1987-02-02 1988-08-11 Siemens Ag Arrangement for controlling a building heating or cooling system
RU98118377A (en) * 1996-03-12 2000-08-27 Рейкем Корпорейшн ELECTRIC HEATING SYSTEM
RU2144162C1 (en) * 1996-07-16 2000-01-10 Кричке Владимир Оскарович Automated system for measurement and recording of flow rate of heat-transfer agent and heat in heat supply systems
FR2755262A1 (en) * 1996-10-31 1998-04-30 Gaz De France Method and programmer for intermittently heating building
RU2232352C2 (en) * 2002-02-28 2004-07-10 Виктор Александрович Белошенко Heat supply object monitoring method and process for testing heating system of buildings
RU2231821C1 (en) * 2002-10-18 2004-06-27 Ульяновский государственный технический университет Method for program control of heating power
RU2643945C1 (en) * 2016-11-02 2018-02-06 Олег Владимирович Кабанов Method of determining the optimal object heating time

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781893C1 (en) * 2021-12-07 2022-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Method for determining the minimum turn-on time of the heating system for heating the building premises

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aswani et al. Reducing transient and steady state electricity consumption in HVAC using learning-based model-predictive control
Bălan et al. Parameter identification and model based predictive control of temperature inside a house
KR20190140810A (en) An apparatus for hvac system input power control based on target temperature and method thereof
RU2009133469A (en) HEATING SYSTEM MANAGEMENT BASED ON THE REQUIRED HEAT POWER
Gayeski et al. Predictive pre-cooling of thermo-active building systems with low-lift chillers
Kuboth et al. Experimental short-term investigation of model predictive heat pump control in residential buildings
RU2655154C2 (en) Method for adjusting the setpoint temperature of a heat transfer medium
Evren et al. Experimental investigation of energy-optimum radiant-convective heat transfer split for hybrid heating systems
Ghosh et al. Performance evaluation of a guarded hot box U-value measurement facility under different software based temperature control strategies
RU2655640C2 (en) Room thermal losses determining method and device
Weitzmann Modelling building integrated heating and cooling systems
Salque et al. Neural predictive control for single-speed ground source heat pumps connected to a floor heating system for typical French dwelling
CN114879770B (en) Constant temperature control method based on linear regression prediction
Maivel et al. Radiator and floor heating operative temperature and temperature variation corrections for EN 15316-2 heat emission standard
RU2685814C1 (en) Method for determining the optimal heating time of the heating object
RU2643945C1 (en) Method of determining the optimal object heating time
Basak et al. Performance evaluation of material and comparison of different temperature control strategies of a Guarded Hot Box U-value Test Facility
Rogers et al. Experimental investigation of a Recursive Modelling MPC system for space heating within an occupied domestic dwelling
Liu et al. An on-off regulation method by predicting the valve on-time ratio in district heating system
CN108253604A (en) The control method and air conditioner of air conditioner
Basak et al. Performance evaluation of a guarded hot box test facility using fuzzy logic controller for different building material samples
CN115470629A (en) Thermodynamic parameter determination method and device, computer equipment and storage medium
JP2009052812A (en) Control method of hot water heating device
CN111664500B (en) Heating temperature control method and device, computer equipment and readable storage medium
RU2781893C1 (en) Method for determining the minimum turn-on time of the heating system for heating the building premises

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200608