Автоматизована система оперативного управління опаленням і кондиціонуванням будівель

A. O. Petrenko, V. O. Petrenko, А. А. Tsukanov

Анотація


Постановка проблеми. Здоров'я і працездатність людини значною мірою визначаються умовами мікроклімату і повітряного середовища в приміщеннях житлових, адміністративно-побутових і громадських будівель. На які, в свою чергу, впливають: і мікроклімат зовнішнього середовища, і геометричні розміри приміщення, і теплотехнічні характеристики огороджувальних конструкцій, і розташування приміщень (відносно сторін світу) та багато інших факторів.

В результаті виникає утворення складних систем, управління якими пов‘язане з прийняттям рішень в умовах багатофакторності [1].

У гігієнічних цілях треба прагнути до створення в приміщенні оптимальних мікрокліматичних умов, незалежно від зміни факторів, які впливають на мікроклімат в приміщеннях житлових, адміністративно-побутових і громадських будівель.

Розроблення систем забезпечення необхідних параметрів мікроклімату – це досить складне і відповідальне завдання, від якого повністю будуть залежати комфортні і затишні умови для людини. Проблемою сьогодення неухильне зростання енергоспоживання цими системами у зв'язку з подорожчанням непоновлюваних джерел енергії. Наше завдання – змоделювати роботу систем забезпечення необхідних параметрів мікроклімату з урахуванням зміни факторів, які на нього впливають, та мінімізувати використання непоновлюваних джерел енергії. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Вітчизняними і зарубіжними гігієністами [2, 3, 4] встановлений зв'язок між мікрокліматом в житлі і на робочому місці та станом здоров'я людини. Формування мікроклімату приміщень житлових, адміністративно-побутових і громадських будівель відбувається під впливом великої кількості факторів, що відзначалося вже раніше [5, 6]. Вивчення процесів впливу різних факторів на самопочуття людини має велику складність. Якщо розглядати кожен процес окремо, то і в цьому випадку в даний час вони не піддаються чіткому теоретичному опису.

Для моделювання впливу вищеперерахованих факторів були проведені дослідження, які показали що, з достатньою точністю вдається експериментально дослідити електричне поле в рідкому провідному середовищі як аналог теплового поля [7, 8]. Виділення раніше не вирішених задач. Відомі методи моделювання є наближеними і мають недоліки, які призводять до зниження точності і обмежують сферу застосування. Тому одним із шляхів отримання ефективних теплових рішень є моделювання теплових процесів з подальшим аналізом отриманих результатів.

Було запропоновано, теплове поле в приміщенні моделювати електричним полем в електролітичній ванні, а аналогом щільності теплового потоку між будь-якими поверхнями простору приміщення вважати щільність струму між відповідними поверхнями моделі. При цьому чим меншу відстань вибрано між точками вимірювання, тим точніше буде відтворюватися дійсна картина електричного поля в моделі і, отже, теплового поля в приміщенні [7, 8].

Але і цей метод не дає змогу врахувати всі можливі варіанти, які впливають на формування мікроклімату в приміщенні. Робота з моделями, що використовують електричне поле для моделювання променевої передачі тепла, показала значну трудоємкість вводу в модель початкової інформації та зняття результатів моделювання. Цілі. Описати поведінку системи (вплив мікроклімату зовнішнього середовища, і геометричні розміри приміщення, і теплотехнічні характеристики огороджувальних конструкцій, і розташування приміщень (відносно сторін світу) та багато інших факторів на мікроклімат всередині приміщень будівель), побудувати теорії та гіпотези, які можуть пояснити поведінку, що буде спостерігатись, використати ці теорії для передбачення майбутньої поведінки системи, тобто тих факторів, які можуть бути викликані зміною в системі або зміни способів її функціонування. Висновки: У статті запропоновано підхід до вирішення порушених питань, який дозволить виявити точки взаємодій між різними елементами та факторами, що впливають на мікроклімат у приміщеннях будівель різного призначення. В подальшому використати метод імітаційного моделювання для дослідження зміни параметрів мікроклімату в приміщеннях будівель різного призначення при зміні факторів які впливають на нього. Це дозволить створити систему автоматичного управління технологічними процесами опалення та кондиціонування приміщень, яка буде підлаштовуватись під зміну факторів які впливають на мікроклімат в приміщеннях будівель різного призначення.


Ключові слова


імітаційне моделювання; мікроклімат; опалення; кондиціонування; параметри мікроклімату; людина; самопочуття

Повний текст:

PDF

Посилання


Shennon R.Yu. Imitatsionnoe modelirovanie sistem – iskusstvo i nauka [Simulation systems - the art and science]. Moskva: Mir, 1978,418 р. (in Russian)

Gubernskij Yu.D. and Korenevskaya E.I. Gigienicheskie osnovy konditsionirovania mikroklimata zhilykh i obshchestvennykh zdanii [Hygienic bases microclimate conditioning of residential and public buildings]. Moskva: Meditsina, 1978, 192 р. (in Russian)

Bankhidi L. Teplovoj mikroklimat pomeshchenij [Thermal indoor climate]. Moskva: Strojizdat, 1981, 248 p. (in Russian)

Chesanov L.G. and Petrenko V.O. Sostoyanie mikroklimata v pomeshcheniyakh pri razlichnykh tekhnolohiyakh otopleniya [Status indoor climate at various heating technologies]. Stroitel'stvo, materialovedenie, mashinostroenie[Construction, Materials Science, Mechanical Engineering]. Pridnepr. gos. akad. str-va i arkhitektury[Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnepropetrovsk, 2001, iss. 13, pp. 22-25. (in Russian)

Strong D. Tekhnika fizicheskogo eksperimenta[Technique of physical experiment]. Leningrad: Lenizdat, 1948, 220 p. (in Russian)

Babov D.M. and Nadvornyj N.I. Rukovodstvo k prakticheskim zanyatiyam po gigiene s tekhnikoj sanitarno-gigienicheskikh issledovanij [Guide to practical training on hygiene with the technique of sanitary research].Moskva: Meditsina, 1976, 288 р. (in Russian)

Petrenko A.O., Belikov A.S., Petrenko V.O. and Tsukanov A.A. Eksperimentalnoe issledovanie teploobmena cheloveka s vnutrennej sredoj pomeshcheniya [Experimental study of human heat exchange with the indoor environment]. Stroitel'stvo, materialovedenie, mashinostroenie[Construction, Materials Science, Mechanical Engineering].Pridnepr. gos. akad. str-va i arkhitektury[Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnepropetrovsk, 2010, iss. 52, pp. 231-236. (in Russian)

Petrenko A.O., Belikov A.S., Petrenko V.O. and Kravchuk A.N. Modeliuvannia ta doslidzhennia mikroklimatu v prymishchenni [Modeling and research indoor climate]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytsva ta arkhitektury [Bulletin of Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnipropetrovsk, 2010, no. 8, pp. 55-59. (in Ukrainian).

Strogalev V.P. and Tolkacheva I.O. Imitatsionnoemodelirovanie [Simulationmodeling]. Moskva: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2008,295 р. (in Russian)

Belikov A.S, Polishchuk S.Z., Petrenko A.O., Petrenko V.O., Kushnir Ye.G. and Polishchuk A.C. Modelirovanie i optimizatsiya mikroklimaticheskikh uslovij i parametrov sistem zhizneobespecheniya pomeshchenij [Modelling and optimization of micro-climatic conditions and parameters of the life support systems of buildings]. Dnipropetrovsk: Ekonomika, 2013, 176 p. (in Russian)


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Шеннон Р. Ю. Имитационное моделирование систем – искусство и наука : пер. с англ. / Р. Ю. Шеннон ; под ред. Е. К. Масловского. – Москва : Мир, 1978. – 418 с.

 

Губернский Ю. Д. Гигиенические основы кондиционирования микроклимата жилых и общественных зданий / Губернский Ю. Д., Кореневская Е. И. – Москва : Медицина, 1978. – 192 с.

 

Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений. Расчет комфортных параметров по теплоощущениям человека / Л. Банхиди ; пер. с венг. В. М. Беляева ; под. ред. В. И. Прохорова, А. Л. Наумова. – Москва : Стройиздат, 1981. – 248 с.

 

Чесанов Л. Г. Состояние микроклимата в помещениях при различных технологиях отопления / Л. Г. Чесанов, В. О. Петренко // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 2001. – Вып. 13. – С. 22–25.

 

Стронг Д. Техника физического эксперимента / Д. Стронг ; пер. с англ. под. ред. Б. А. Остроумова. – Ленинград : Лениздат, 1948. – 662 с.

 

Бабов Д. М. Руководство к практическим занятиям по гигиене с техникой санитарно-гигиенических исследований / Бабов Д. М., Надворный Н. И. – Москва : Медицина, 1976. – 288 с.

 

Экспериментальное исследование теплообмена человека с внутренней средой помещения / А. С. Беликов, В. О. Петренко, А. А. Цуканов, А. О. Петренко // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 2010. – Вып. 52 : Безопасность жизнедеятельности. – С. 231 - 237.

 

Моделювання та дослідження мікроклімату в приміщенні / А. С. Бєліков, В. О. Петренко, А. О. Петренко, А. М. Кравчук // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури : зб. наук. пр. – Дніпропетровськ, 2010. – № 8. – С. 55–60.

 

Строгалев В. П. Имитационное моделирование / В. П. Строгалев, И. О. Толкачева. – 2-е изд., испр. и доп. –Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. – 295 с.

 

Моделирование и оптимизация микроклиматических условий и параметров систем жизнеобеспечения помещений / А. С. Беликов, С. З. Полищук, А. О. Петренко, В. О. Петренко, Е. Г. Кушнир, А. С. Полищук. – Днепропетровск : Экономика, 2013. – 176 с.



Коментарі цієї статті

Дивитися всі коментарі