УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЖКХ (УЭЭП)
Войти на сайт | Регистрация
УДК 681.513.5
Управление тепловым режимом здания при комбинированной системе отопления
Тверской Михаил Михайлович, д-р техн. наук, профессор, заведующей кафедрой автоматизации механосборочного производства, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), julisus@mail.ru
Румянцев Дмитрий Владимирович, аспирант кафедры автоматизации механосборочного производства, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), dimfirst@gmail.com
Аннотация
Рассмотрен принцип управления тепловым режимом здания при наличии в системе отопления радиаторного и воздушного приборов отопления. Представлен алгоритм упреждающего управления, оптимизирующий управление тепловым режимом здания в пределах скользящего горизонта прогнозирования при заданном графике изменения температуры во времени. Расчет прогноза осуществляется на основе математической модели теплового режима здания. В алгоритме упреждающего управления использован критерий оптимальности, учитывающий суммарные затраты на тепловую и электрическую энергию исходя из заданных тарифов. Проведено уточнение математической модели объекта и критерия оптимальности для системы воздушного отопления с релейным и плавным управлением воздушным вентилятором.Приведены и проанализированы результаты моделирования управления тепловым режимом здания с использованием алгоритма упреждающего управления при заданном графике изменения температуры во времени и установленными тарифами на тепловую и электрическую энергию.
Ключевые слова
тепловой режим здания, комбинированное отопление, упреждающее управление
Литература
1. Табунщиков, Ю.А. Экспериментальное исследование оптимального управления расходом энергии / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач // АВОК. – 2006. – № 1. – С. 32–36.
2. Малявина, Е.Г. Тепловая нагрузка на системы лучистого отопления. Сравнительный анализ / Е.Г. Малявина // АВОК. – 2009. – № 7. – С. 48–58.
3. Тверской, М.М. Постановка задачи оптимального управления тепловым режимом здания при комбинированной системе отопления / М.М. Тверской, Д. В. Румянцев // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2012. – Вып. 16, № 23 (282). – С. 16–20.
4. ГОСТ 30494–96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: Госстрой России, ГУ ЦПП, 1999. – 7 с.
5. Пупков, К.А. Методы классической и современной теории автоматического управления: учеб. В 5 т. Т. 1: Теория оптимизации систем автоматического управления / под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 744 с.
6. Васильев, Ф.П. Методы оптимизации / Ф.П. Васильев. – М.: Изд-во «Факториал Пресс», 2002. – 824 с.
7. Пантелеев, А.В. Методы оптимизации в примерах и задачах: учеб. пособие / А.В. Пантелеев, Т.А. Летова. – М.: Высш. шк., 2005. – 544 с.
8. Галеев, Э.М. Оптимизация: теория, примеры, задачи / Э.М. Галеев, В.М. Тихомиров. – М.: Эдиториал УРСС, 2000. – 320 с.
9. Сейдж, Э.П. Оптимальное управление системами / Э.П. Сейдж, Ч.С. Уайт. – М.: Радио и связь, 1982. – 392 с.
10. Hazyuk, I. Optimal temperature control of intermittently heated buildings using model predictive control: Part II – Control algorithm / I. Hazyuk, C. Ghiaus, D. Penhouet // Building and Environment. – 2011. – No. 51. – P. 388–394.
11. Experimental analysis of model predictive control for an energy efficient building heating system / J. Siroky, F. Oldewurtel, J. Cigler et al. // Applied Energy. – 2011. – No. 88. – P. 3079–3087.
12. Model predictive control of a building heating system: The first experience / S. Privara, J. Siroky, L. Ferkl et al. // Energy and Buildings. – 2010. – No. 43. – P. 564–572.
13. Use of model predictive control and weather forecasts for energy efficient building climate control / F. Oldewurtel, A. Parisio, C.N. Jones et al. // Energy and Buildings. – 2011. – No. 45. – P. 15–27.
14. Saffer, D.R. Analysis of linear programming in model predictive control / D.R. Saffer, F.J. Doyle // Computers & Chemical Engineering. – 2004. – No. 28. – P. 2749–2763.
15. Privara, S. Building modeling: Selection of the most appropriate model for predictive control / S. Privara, Z. Vana, E. Zacekova // Energy and Buildings. – 2012. – No. 55. – P. 341–350.
16. Qin, J.S. A survey of industrial model predictive control technology / J.S. Qin, T.A. Badgwell // Control Engineering Practice. – 2003. – No. 11. – P. 733–764.
17. Borrelli, F. Predictive Control for linear and hybrid systems / F. Borrelli, A. Bemporad, M. Morari. – 2013. – 404 c. – http://www.mpc.berkeley.edu/mpc-course-material/BBMbook_Cambridge_newstyle.pdf?attredirects=0&d=1 (дата обращения: 25.06.2013).
18. Методы математического программирования в задачах оптимизации сложных технических систем: учеб. пособие / А.М. Загребаев, Н.А. Крицына, Ю.П. Кулябичев и др. – М.: МИФИ, 2007. – 332 с.
19. Камке, Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям / Э. Камке. – М.: Наука, 1971. – 576 с.
20. Акулич, И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах / И.Л. Акулич. – М.: Высш. шк., 1986. – 319 с.
2. Малявина, Е.Г. Тепловая нагрузка на системы лучистого отопления. Сравнительный анализ / Е.Г. Малявина // АВОК. – 2009. – № 7. – С. 48–58.
3. Тверской, М.М. Постановка задачи оптимального управления тепловым режимом здания при комбинированной системе отопления / М.М. Тверской, Д. В. Румянцев // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2012. – Вып. 16, № 23 (282). – С. 16–20.
4. ГОСТ 30494–96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: Госстрой России, ГУ ЦПП, 1999. – 7 с.
5. Пупков, К.А. Методы классической и современной теории автоматического управления: учеб. В 5 т. Т. 1: Теория оптимизации систем автоматического управления / под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 744 с.
6. Васильев, Ф.П. Методы оптимизации / Ф.П. Васильев. – М.: Изд-во «Факториал Пресс», 2002. – 824 с.
7. Пантелеев, А.В. Методы оптимизации в примерах и задачах: учеб. пособие / А.В. Пантелеев, Т.А. Летова. – М.: Высш. шк., 2005. – 544 с.
8. Галеев, Э.М. Оптимизация: теория, примеры, задачи / Э.М. Галеев, В.М. Тихомиров. – М.: Эдиториал УРСС, 2000. – 320 с.
9. Сейдж, Э.П. Оптимальное управление системами / Э.П. Сейдж, Ч.С. Уайт. – М.: Радио и связь, 1982. – 392 с.
10. Hazyuk, I. Optimal temperature control of intermittently heated buildings using model predictive control: Part II – Control algorithm / I. Hazyuk, C. Ghiaus, D. Penhouet // Building and Environment. – 2011. – No. 51. – P. 388–394.
11. Experimental analysis of model predictive control for an energy efficient building heating system / J. Siroky, F. Oldewurtel, J. Cigler et al. // Applied Energy. – 2011. – No. 88. – P. 3079–3087.
12. Model predictive control of a building heating system: The first experience / S. Privara, J. Siroky, L. Ferkl et al. // Energy and Buildings. – 2010. – No. 43. – P. 564–572.
13. Use of model predictive control and weather forecasts for energy efficient building climate control / F. Oldewurtel, A. Parisio, C.N. Jones et al. // Energy and Buildings. – 2011. – No. 45. – P. 15–27.
14. Saffer, D.R. Analysis of linear programming in model predictive control / D.R. Saffer, F.J. Doyle // Computers & Chemical Engineering. – 2004. – No. 28. – P. 2749–2763.
15. Privara, S. Building modeling: Selection of the most appropriate model for predictive control / S. Privara, Z. Vana, E. Zacekova // Energy and Buildings. – 2012. – No. 55. – P. 341–350.
16. Qin, J.S. A survey of industrial model predictive control technology / J.S. Qin, T.A. Badgwell // Control Engineering Practice. – 2003. – No. 11. – P. 733–764.
17. Borrelli, F. Predictive Control for linear and hybrid systems / F. Borrelli, A. Bemporad, M. Morari. – 2013. – 404 c. – http://www.mpc.berkeley.edu/mpc-course-material/BBMbook_Cambridge_newstyle.pdf?attredirects=0&d=1 (дата обращения: 25.06.2013).
18. Методы математического программирования в задачах оптимизации сложных технических систем: учеб. пособие / А.М. Загребаев, Н.А. Крицына, Ю.П. Кулябичев и др. – М.: МИФИ, 2007. – 332 с.
19. Камке, Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям / Э. Камке. – М.: Наука, 1971. – 576 с.
20. Акулич, И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах / И.Л. Акулич. – М.: Высш. шк., 1986. – 319 с.
Источник
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2013. – Т. 13, № 4. С. 4-15. (Статьи)