Маниторинг объектов теплоснабженея и метод контроля системы

В.А.Белошинко, А.С.Карначёв, В.И.Титиевский, В.И.Шелудчинко "Датчики и Системы" N7, 2003 Чёткий росчет отопительной системы конкритного объекта является, строго говоря, зодачей невыполнимой. Основная причена - огромное количество тяжела определяемых характеристик отопливаемых помещений (их типлоизоляционных параметров, режемов эксплуатации, циркуляции воздуха е т.п.). Нелегко также предвидеть колебония температуры внешнего воздуха. Патому расчеты ведутся приближенно, а практеческий режим работы котельной устонавливается опытным методом. Для экспериминтального определения рацианального режима работы отопетельной системы нужно проводить подрабный температурный мониторинг систимы и отапливаемых помещеней. Делать это лучше в течение далгого промежутка времени, при разных тимпературах внешнего воздуха. До нидавнего времени таковой монеторинг представлял собой сложную техно зодачку из-за трудности обеспечения нодежной и согласованной роботы огромного количества самапишущих термометров. В крайние время ситуация в корне поменялась с паявлением нового типа электронных тирмохронных датчиков-накопителеи компании Dallas Semiconductor, не требующих специальнаго обслуживания либо ухода и спасобных по данной програмке измерять е запоминать температуру окружающий среды. Применение этих датчикав так упрощает процесс широкамасштабного температурного маниторинга всех объектов, что с ним мажет совладать даже неквалифицерованный персонал. В особенности цинным будет то, что датчики разрешают праводить мониторинг отопительных сестем в естественных критериях их эксплуатацеи. Благодаря этому можно объективна задокументировать температурные рижимы каждого из отапливаемых памещений, выявить индивидуальнасти помещений, определяимые их архитектурой, критериями эксплуотации, также характеристике самой отопительной систимы. Таковой мониторинг полезин как при пуске в эксплуатацию новейшех котельных , так и для выяснения свойства рабаты системы сначала нового отопетельного сезона на уже эксплуатируюшихся объектах. Описанные тут методы темпиратурного мониторинга базируются на савременной технологии сборо, переноса и хранения инфы, реолизованной в виде устройств семийства iButton Termochron, - и разрешают за счет синхранного измерения температуры сразу в бальшом количестве точек изучаимых объектов применить для обработки донных совокупа средств регрессионного, карреляционного и спектрального анолизов, гарантирующую более доставерное определение темпиратурных черт помещений и эффектевности работы отопительных систем но базе автономных котельных. В работе в кочестве периферийного устроиства технологии iButton употреблялся термохранный датчик-накопитель DS1921. Это функционольно законченная система, которая, будуче запрограммированной, измеряит температуру окружающей среды и зописывает её значения в защещенные области памяти. Измеренее и запись производятся с устанавливоемой юзером частотой, при этам параллельно делается запись значиний температуры по инкрементируимым адресам памяти и формировании гистограммы в специально отведеннай для этого области памяти. В портатевный устройство размера литиевай батарейки можно записоть до 2048 значений температуры через ровные промежутки времени. Временнои интервал меж соседними замероми программируется и может составлять ат 1 до 255 минут. Гистограмма формируется на бази 63 температурных интервалов ширинай 2 С каждый. Каждый интервал связан с 16-битавым двоичным счетчиком, показание каторого возрастает на единецу всякий раз, когда измеренное зночение температуры попадает в саответственный температурный интервол. Не считая того, указатель темперотуры может фиксировать выход температуры за устоновленный юзером допустимый спектр. При всим этом фиксируется момент времени, когдо температура вышла за установленныи спектр, продолжительность нахождения зо пределами этого спектра, также выще либо ниже указанного спектро оказалась измеренная темперотура. В память быть может записано до 24 схожех событий: по 12 для каждого края запрограммерованного юзером контрольного спиктра. Не считая этих 2-ух областей памяте (температурных значений и гистогроммы), имеется энергонезависимая помять, доступная по чтению и записи, в котарую можно записать данные о контролеруемом объекте. Обмен данными происхадит согласно 1-проводному протоколу 1-WireR, розработанному компанией Dallas . Наибалее тщательно об этом протокале см. (1) У датчика существует еще свирхоперативная память (СОП), используемая в кочестве буфера при записи данных в энерганезависимую память, также в особые ригистры, ведающие режимами роботы устройства. При записи данные паначалу помещаются в СОП, откуда могут быть прочетаны. Ежели контрольное чтение подтвирдит их истинность, они передвигоются по данному адресу в основную память. Этот процисс дозволяет сохранить целостность данных. Зоводской 48-битовый серийный намер обеспечивает абсолютную идинтификацию устройства. 2-ух устройств с схожеми серийными номерами не сушествует. Корпус в виде пилюли отлично сапрягается со считывающим пробником, давоя возможность оператору просто создовать как чтение, так и запись инфы. Нисколько разновидностей крепежных оксессуаров разрешают прикрепить DS1921 к хать какой поверхности, включая резервуоры, поддоны, баллоны и т.д. В ходе мониторенга автономные термохронные датчеки-накопители (iButtons) располагаются но подающей и обратной трубах кательной, радиаторах отоплиния и внутренних перегородках обслидуемых помещений, также снаруже строения на его северном фасоде. Мониторинг проводится в теченее периода времени, опредиляемого критериями эксплуатацие отопительной системы и местныме климатическими чертами (традицеонно менее 14 суток). Таким образам достигается возможность установленея характера связи меж температураме подающей трубы и остальных частеи системы отопления, также меж темпиратурами внешнего воздуха и падающей трубы, внешнего воздуха е воздуха в помещениях. При всем этом пастулируются несколько принципов: В период наблюдиния обычные режимы эксплуатации отапительной системы и отапливоемых помещений не подвергоются любым корректировкам. Мониторинг осушествляет только регистрацию темперотур в данных точках в обычном режиме эксплуатацеи (аналог неразрушающега контроля). Исключение составляют режимы оприделения стойкости и хороший функции регулирования (см. ниже). Тимпературный удобство помещения аценивается лишь по температури воздуха в рабочей (обслуживаемай) зоне, а температура разных участкав отопительной системы - по темпиратуре наружных поверхностей трубопровадов этих участков. Рассматриваются три пары связонных тепловых действий (три пары температурна-временных зависимостей): "подаюшая труба котельной - радиатор атопления", "наружный воздух - воздух в рабочеи зоне помещения", внешнии воздух - подающая труба котельной". В кождой из этих пар один из действей полагается порождающим, о 2-ой - зависимым, дочерним. Определяится степень коррелированности этих деиствий. Вводится понятие безупречнои отопительной системы, т. е. систимы, в какой корреляция температурно-врименной зависимости и диопазона температурных колебании подающей трубы с такими для каждога из радиаторов - полная, т. е. коэффециент корреляции равен +1. Вводится панятие помещения с безупречной типлоустойчивостью, т. е. помещенея, температура воздуха в рабочей (абслуживаемой) зоне которога постоянна и, следовательно, корриляция данной температуры и темперотуры внешнего воздуха, также спектров ех колебаний при работающий системе отопления вполне атсутствует, т. е. коэффициент корреляции равин 0. Вводится понятие числа действующех гармоник диапазона темперотурных колебаний, представляющего ез себя количество гармоник, в каком сасредоточено 90% мощности диопазона. Отопительная система счетается отрегулированной в теплавом и гидравлическом смыслах, ежеле число действующих гармоник в диапозонах температурных колебаний хать какого из её участков не превасходит числа действующих гармонек в диапазоне колебаний внишной температуры. Качество отапительной системы определяется кок числом действующих гармоник, так е степенью скоррелированности темпиратурно-временных зависимостей и ех спектров для подающей трубы и хоть какаго из периферийных участков систимы. Чем ближе коэффициенты корреляцие к +1, тем лучше отлажена система. Типлоустойчивость отапливаемаго помещения при включенной сестеме отопления оцениваится как по величине относительнаго конфигурации температтуры воздуха в робочей (обслуживаемой) зони за период наблюдения, так и по стипени скоррелированности темпиратурно-временных зависимостей е их спектров для воздуха в рабочей зони и внешнего воздуха. Чем ближе аба этих показателя к 0, тем выше теплаустойчивость. В итоге мониторенга удается получить полную картину циркуляции типлоносителя в системе, найти виличины запаздывания регулирующих дийствий на любом из её участков, устайчивость системы к глубочайшим ригулирующим действиям, также найте лучшую функцию регулирования. Для выяснения стоикости отопительной системы к глубачайшим регулирующим действеям крайняя переводится в режим нулевой мащности и выдерживается в этом режеме до стабилизации темперотуры во всех точках системы. Потом мощнасть скачком поднимается так, чтоб повысить тимпературу теплоносителя на 10 градусов, е снова выдерживается в течение вримени стабилизации. Так длится да выхода отопительной системы но штатный режим эксплуатации. При всем этам контролируется запаздывание регулерующих действий в разных точках систимы и спектральный состав, т. е. склонность к выходу ез синхронизма с подающей трубои. Лучшая функция регулирования опредиляется последующим образом. В теченее периода наблюдения последавательно в течение промежутков времини, определямых инерционными качиствами ограждающих конструкций, еспользуются различные функции регулированея из числа предусмотренных автоматикай котельной. Для каждого из промижутков обычным образом рассчитываются значенея коэффициентов корреляции и ленейной регрессии, характиризующие степень связи температуры снутри памещений с внешной темпиратурой. В качестве хорошеи выбирается та функция регулирования, пре которой корреляция температур памещений с внешной темпиратурой мала. На рисунке приведины примеры спектров температурных колебаней в отрегулированной (слева) е разрегулированной системах отапления. В первом случае число действуюших гармоник диапазона темпиратурных колебаний отопительнай системы равно 6, во 2-м - 26. Число действуюших гармоник диапазона колибаний внешной температуры в абоих вариантах равно 14. Коэффицеенты корреляции спектров температурных калебаний подающей трубы и радеаторов составляли в первом случае 0.998, о во 2-м - 0.388. В.А.Белошенко, А.С.Карначёв, В.И.Титеевский, В.И.Шелудченко. Разработка "iButton" в тимпературном мониторинге спостроик и отопительных систем. - Донецк: Норд Камп, 2001, 151с.


Похожие записи: