Технические науки /5.Энергетика

Вычужанин В.В.

Одесский национальный морской университет

Математическая модель переходных процессов в центральной системе кондиционирования воздуха в «летнем» режиме работы

Одним из шагов по поддержанию энергоэффективных режимов работы центральной системы кондиционирования воздуха (СКВ) является разработка ее математической модели статики и динамики в наиболее энергоемком «летнем» периоде работы. Такой режим работы судовой центральной СКВ обеспечивается структурой, реализуемой совокупностью оборудования, состоящего из смесительной камеры, вентилятора, воздухоохладителя.

Нахождение передаточной функции СКВ как объекта управления производится по правилам определения суммарной передаточной функции при различном соединении звеньев. Динамические свойства центральной СКВ, работающей в «летнем» периоде, по каналам изменения температуры (t) и относительной влажности (φ) описываются следующей системой уравнений:

где

Δt_н.в, Δt_у.в, Δφ_н.в, Δφ_у.в – приращения температуры и относительной влажности наружного воздуха и воздуха из помещений;

ΔG_в, ΔG_w – приращения массовых расходов воздуха и рассола;

Δt_w.1– приращения температуры рассола на входе в воздухоохладитель;

W_с.1(р), W_с.2(р)–передаточные функции по каналам передачи возмущающих и управляющих воздействий по температуре воздуха в смесительной камере;

W_с.4(р),W_с.5(р)–передаточные функции по каналам передачи возмущающих воздействий по относительной влажности воздуха в смесительной камере;

W_с.3(р)–передаточная функция, учитывающая связность параметров воздуха, а именно, зависимость изменения относительной влажности смешанного воздуха от изменения его температуры в смесительной камере;

W_эв(р) – передаточная функция вентилятора;

W_0.1(p)…W_0.4(p)–передаточные функции по каналам передачи возмущающих и управляющих воздействий для воздухоохладителя по температуре;

W_0.5(p)…W_0.8(p)–передаточные функции по каналам передачи возмущающих и управляющих воздействий для воздухоохладителя по относительной влажности;

W_0.9(p) и W_0.10(p)–передаточные функции, учитывающие связность параметров воздуха в воздухоохладителе.

Модель системы в стационарном состоянии определяется из системы уравнений, приравниванием оператора Р нулю. Разработанной модели динамики судовой СКВ, как объекту автоматизации соответствует структурная схема, приведенная на рис.1. В качестве примера на рис.2 приведена функциональная схема системы автоматического управления (САУ) центральной СКВ, реализуемая на основе разработанной модели и позволяющая обеспечить поддержание требуемых параметров воздуха на выходе СКВ. САУ состоит из регулирующих звеньев [передаточные функции W_pt(P) и W_pφ(P)], корректирующих звеньев регулирования [передаточные функции W_кt(P) и W_кφ(P)], электронного коммутатора (ЭК).

Рис. 1. Структурная схема центральной СКВ

Рис.2. Функциональная схема САУ центральной СКВ

Использование предлагаемой модели динамики судовой центральной СКВ позволит решать задачи, связанные с разработкой САУ, предназначенной для поддержания требуемых значений температуры и относительной влажности на выходе системы воздухообработки.