Экспериментальная верификация аналитического моделирования температуры внутреннего воздуха при автоматизации климатических систем

Актуальность исследования связана с необходимостью обеспечения требуемой комфортности внутренних метеорологических параметров в рабочей зоне помещений и безопасности жизнедеятельности человека в различных режимах функционирования технологического оборудования и с появлением новых тепломассообменных аппаратов систем кондиционирования воздуха, которые обладают иными динамическими характеристиками и используют более сложные алгоритмы управления по сравнению с применяемыми ранее. Предметом исследования являются методы расчета изменения температуры внутреннего воздуха в помещениях, обслуживаемых автоматизированными климатическими системами. Цель исследования состоит в экспериментальном подтверждении основных аналитических зависимостей для данной температуры, найденных ранее путем решения дифференциальных уравнений, описывающих нестационарный тепловой режим помещения. Задача исследования – проведение натурных замеров температуры в помещении для скачкообразного изменения теплопоступлений при включенной и выключенной системе кондиционирования и сопоставление результатов с теоретическими кривыми. При проведении измерений термометр размещался в центре помещения на высоте 1 м от пола. Результаты сопоставлялись с аналитическими решениями асимптотического типа и полученными с помощью разложения искомой функции в ряд Тейлора. Приведены экспериментальные данные, полученные при начальном охлаждении помещения в гражданском здании в условиях скачкообразного роста теплопотерь и при автоматическом регулировании центральной системы кондиционирования воздуха, компенсирующей скачкообразные теплопоступления. Показано, что с учетом погрешности измерений их результаты с достаточной точностью согласуются с теоретическими соотношениями для тех же условий и тем самым дополнительно подтверждают их справедливость и обоснованность.

О.Д. САМАРИН, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Rafalskaya T.A. Reliability and controllability of systems of centralized heat supply // Eastern European Scientific Journal. 2016. No. 2, pp. 228–235.
2. Малявина Е.Г. Расчет темпа остывания помещения после отключения теплоснабжения // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 2. С. 55–58.
3. Дорошенко А.В. Имитационная термодинамическая модель здания // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2017. № 12. С. 42–43.
4. Serale G., Capozzoli A., Fiorentini M., Bernardini D., Bemporad A. Model predictive control (MPC) for enhancing building and HVAC system energy efficiency: problem formulation, applications and opportunities // Energies. 2018. Vol. 11. № 3, pp. 631.
5. Latif M., Nasir A. Decentralized stochastic control for building energy and comfort management // Journal of Building Engineering. 2019. Vol. 24, 100739.
6. Тарасова Д.С., Петриченко М.Р. Квазистационарные температурные режимы ограждающих конструкций // Инженерно-строительный журнал. 2017. № 4 (72). С. 28–35.
7. Li N., Chen Q. Experimental study on heat transfer characteristics of interior walls under partial-space heating mode in hot summer and cold winter zone in China // Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 162, 114264.
8. Faouzi D., Bibi-Triki N., Draoui B., Abène A. Modeling a fuzzy logic controller to simulate and optimize the greenhouse microclimate management using Mathlab Simulink // International Journal of Mathematical Sciences and Computing. 2017. Vol. 3. № 3, pp. 12–27.
9. Самарин О.Д. Расчет теплового режима помещения при использовании интегральных регуляторов для климатических систем // Известия вузов. Строительство. 2020. № 2. С. 28–35.
10. Самарин О.Д. Экспериментальное подтверждение теоретических зависимостей для температуры воздуха в помещении при автоматическом регулировании климатических систем // Известия вузов. Строительство. 2021. № 1. С. 37–42.