Метод оптимального терморегулирования в помещении

Рис. Суммарные затраты и экономия Состояние микроклимата в помещении меняется в зависимости от изменения параметров окружающей среды и внутренних тепловых нагрузок при различных вариантах работы устройств отопления, вентиляции и кондиционирования. Чтобы решить задачу прогнозирования изменений, был разработан комплекс программ для моделирования теплового режима объекта и его составляющих. При этом использовалась нестационарная модель, основанная на уравнениях теплового баланса отдельных помещений объекта. Модель включает следующие основные уравнения: • уравнение теплопередачи через ограждающие конструкции за счет разности температур внутреннего и наружного воздуха; • соотношения для определения расхода тепла на нагревание наружного воздуха при его инфильтрации через наружные ограждения; • соотношения для определения расхода тепла на нагрев вентиляционного воздуха; • соотношения для расчета теплопоступления от солнечного излучения через застекленные площади; • соотношения для расчета теплопоступлений от освещения и работающего электрооборудования; • соотношения для расчета теплопоступлений от присутствующих людей; • соотношения, описывающие поступление и отвод тепла в результате работы различных систем отопления, кондиционирования и вентиляции. Одним из самых актуальных аспектов применения описываемого метода является реализация проектов энергосбережения на базе систем терморегулирования, для чего в модель были включены алгоритмы, осуществляющие имитацию работы соответствующих устройств. Такой подход позволил производить выбор оптимальных значений параметров локальных систем автоматического управления устройствами отопления, кондиционирования и вентиляции. Описанная модель легла в основу эксперимента, проведенного с целью оценки ее эффективности в реальных условиях. Результаты эксперимента полностью подтвердили эффективность описанного метода. Ниже приводятся графики, наглядно иллюстрирующие результаты проведенного эксперимента. Предлагаемый метод обладает рядом преимуществ: 1. Экологичность. Снижение потребления топлива, вредных выбросов, парниковых газов. 2. Надежность и резервирование. Экономное использование ресурса оборудования и оперативный контроль работы всей системы. Оперативное обеспечение требуемых параметров среды за счет управления системами в их оптимальной комбинации. Защита от ошибочных действий оператора. 3. Совместимость с оборудованием других производителей. Аппаратно-независимая платформа. 4. Дружественный интерфейс для пользователя и инсталлятора. Простота обучения и работы с системой. Удобный аппарат визуализации. 5. �нтернет-управление. Возможность удаленного мониторинга системы через удобную пользовательскую оболочку. Кроме того, для производителей оборудования HVAC этот метод дает такие преимущества, как: 1. Энергоэффективность. Повышение энергетической эффективности систем. Существенное снижение затрат на обеспечение заданных параметров. 2. Технологичность. Модульность и масштабируемость системы. Простота адаптации системы к изменению состава оборудования и функциональных задач. Снижение эксплуатационных расходов. 3. Комфорт и качество регулирования. Удобство обслуживания и управления оборудованием. Отсутствие сложных процедур управления и автоматическое поддержание параметров среды при различных комбинациях внешних воздействий. Производителей средств автоматики и систем управления данный метод заинтересует следующим: 1. Качество регулирования. Повышение конкурентоспособности решений за счет оптимизации процесса управления параметрами среды. 2. Адаптивность и универсальность. Оперативный учет текущего состояния систем и внешних параметров для обеспечения экономически эффективного режима поддержания заданных параметров среды. 3. Модульность и масштабируемость решений. Возможность поэтапного внедрения метода и наращивания объемов оборудования и задач с сохранением ранее внедренных модулей. Подрядчикам (системным интеграторам) рассмотренный метод обеспечивает: 1. Энергоэффективность. Повышение энергетической эффективности систем. Существенное снижение затрат на обеспечение заданных параметров. 2. Технологичность. Простота инсталляции системы и адаптации к изменению состава оборудования и функциональных задач. 3. Модульность и масштабируемость решений. Возможность поэтапного внедрения метода и наращивания объемов оборудования и задач с сохранением ранее внедренных модулей. 4. Комфорт. Удобство обслуживания и управления оборудованием. Отсутствие сложных процедур управления и автоматическое поддержание заданных параметров среды при различных комбинациях внешних воздействий с наименьшими затратами. Ввиду востребованности решений, предлагаемых в рамках метода оптимального терморегулирования в помещении, в настоящее время ведется работа по локализации метода для наиболее часто применяемых комбинаций оборудования HVAC. Результаты этих и других разработок будут публиковаться по мере их оформления.