автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания

на правах рукописи

Прокопчук Елена Леонидовна

СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРЕЖДАЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОДАЧИ ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЯ

Специальность 05.13.01. - "Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и промышленности) по техническим наукам"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород, 003473099

2009 г.

003473099

Работа выполнена на кафедре «Автоматизация и информационные системы» Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева Дзержинского политехнического института

Научный руководитель:

д.т.н., профессор Добротин Сергей Алексеевич

Официальные оппоненты:

• д.т.н., профессор

Иванов Анатолий Андреевич

• к.т.н. Осипов Вадим Николаевич

Ведущая организация:

ОАО «НИЛОМ»

Защита диссертации состоится «-// » с</с*- - 2009 года в часов в ауд. ■/2 на заседании диссертационного совета Д212.165.05 при Нижегородском государственном техническом университете им. P.E. Алексеева по адресу: 603950, ГСП-41, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева

Автореферат разослан .yi/os 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

A.C. Суркова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема энергосбережения в сфере ЖКХ и на предприятиях в настоящее время стоит достаточно остро. Это обусловлено как рядом экономических причин (высокая стоимость энергоносителей, удорожание коммунальных услуг), так и повышенным интересом к разработкам в области оптимизации управления инженерным оборудованием зданий.

Одним из наиболее эффективных способов энергосбережения в России является экономия тепловой энергии, ввиду того, что тепловая энергия является одной из основных статей коммунальных расходов. В то же время большая часть тепловой энергии, потребляемая зданием, расходуется на его отопление.

Применение автоматики в системах отопления позволяет снизить затраты на теплоснабжение здания и повысить комфортность помещений. Эффективность работы системы автоматического управления процессом подачи тепла на отопление здания зависит от реализованного в ней алгоритма управления. В современных контроллерах отопления снижение энергозатрат и повышение комфортности достигается, в основном, за счет регулирования температуры прямого теплоносителя по температурному графику (в зависимости от текущей температуры на улице) и перехода системы от экономного ночного режима отопления к комфортному дневному. Основной недостаток таких систем заключается в том, что управление осуществляется без учета информации о динамических характеристиках системы по каналу возмущения и управления, что, в силу инерционности объекта, приводит к длительным переходным процессам и неизбежному запаздыванию выходного потока информации (управление) по отношению к изменению входного информационного потока (параметров наружного климата).

Таким образом, важной и актуальной задачей становится синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания с целью повышения эффективности существующих способов управления.

Цель н задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является снижение затрат на теплоснабжение здания с повышением комфортности помещений за счет синтеза системы упреждающего управления процессом подачи

тепла на отопление и создания нового, более эффективного алгоритма автоматического управления.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач.

1. Проведение анализа теплового режима здания с целью выявления основных возмущающих воздействий.

2. Установление перспективного направления в области управления процессом подачи тепла на отопление здания.

3. Разработка математической модели теплового режима здания, а также реализация на ее основе структурного и параметрического синтеза системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания.

4. Проведение анализа известных методов прогнозирования с целью выявления возможности использования их для предсказания температуры наружного воздуха в упреждающей системе управления процессом подачи тепла на отопление здания. При необходимости - разработка математической модели суточного хода температуры наружного воздуха.

5. Разработка алгоритма упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания.

Методы исследования

Для решения поставленных задач использовались: метод наименьших квадратов, метод Циглера-Никольса, метод сканирования, методы прогнозирования, имитационное моделирование с применением инструмента визуального моделирования БтиПпк.

Научная новизна

1. На основе обработки статистических данных построена математическая модель суточного хода температуры наружного воздуха, обеспечивающая возможность прогнозирования температуры на заданный интервал прогнозирования.

2. Установлена зависимость интервала прогнозирования температуры наружного воздуха от параметров инерционности помещения, при котором динамическая ошибка регулирования не превышает 1°С.

3. Разработан адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного прогнозирования (до 12 часов) температуры наружного воздуха, обеспечивающий заданную погрешность прогнозирования.

4. Разработан алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, отличающийся использованием результатов прогнозирования по модели суточного хода температуры наружного воздуха на интервал времени, определяемый по параметрам динамики здания.

Практическая ценность работы. Синтезирована комбинированная система упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, обеспечивающая снижение затрат на теплоснабжение здания с повышением комфортности помещений в условиях значительной инерционности объекта по каналу управления и влияния климатических факторов (патент на полезную модель №73509 «Система управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 20.05.2008.). Разработан алгоритм работы блока прогнозирования, позволяющий предсказывать основное возмущающее воздействие на заданный интервал прогнозирования с заданной точностью, с возможностью его интеграции в состав алгоритмов управления процессом подачи тепла на отопление здания. Разработано программное обеспечение микропроцессорного контроллера Simatic S7-300 фирмы Siemens, подтвержденное свидетельством об официальной регистрации программы №2008612159 «Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 29.04.2008 г., проведено внедрение результатов диссертационной работы в учебный процесс в рамках дисциплины «Моделирование систем» на кафедре «Автоматизация и информационные системы» Дзержинского политехнического института НГТУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались: на IV Всесоюзной, V, VI Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Нижний Новгород, 2005 г., 2006 г., 2007 г.), на региональной молодежной научно-технической конференции «XI, XII, XIII Нижегородская сессия молодых ученых» (г. Нижний Новгород, 200 6г., 2007 г., 2008 г.), на XIX, XX

Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Воронеж, 2006 г., г. Ярославль, 2007 г.), на VI Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г. Москва, 2007 г).

Публикации. По результатам выполненной работы опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 научные статьи и 10 тезисов докладов, получен патент на полезную модель №73509 «Система управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 20.05.2008 г. и свидетельство об официальной регистрации программы №2008612159 «Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 29.04.2008 г.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 94 наименования и 4 приложения. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, освещено состояние вопроса, сформулирована цель и основные задачи диссертационной работы, приводится краткое содержание диссертации.

В первой главе «Анализ современных методов и средств энергосберегающего управления отопительными системами зданий» проанализировано современное состояние систем теплоснабжения. Отмечено, что регулирование процесса подачи тепла на отопление здания необходимо вести с учетом климатических факторов и информации о динамических характеристиках системы теплоснабжения.

Рассмотрены ступени регулирования и выявлены их недостатки. Недостатком центральной ступени регулирования является тот факт, что управление может осуществляться только в зависимости от факторов, общих для всех зданий, расположенных в районе действия источника теплоснабжения (ТЭЦ, котельные). Такой же недостаток присущ групповой ступени регулирования, с той лишь разницей, что управление осуществляется в зависимости от факторов, общих для

меньшей группы зданий. Технологические возможности на местной ступени регулирования намного выше в связи с тем, что управление можно осуществлять с учетом факторов, воздействующих на отдельное здание.

Проведен анализ способов управления подачей теплоносителя в отдельном здании на местной ступени регулирования, который показал, что для протяженных в плане зданий пофасадное управление является наиболее эффективным.

Проведен анализ методов и средств управления отопительными системами. Установлено перспективное направление управления процессом подачи тепла на отопление здания - упреждающее управление процессом подачи тепла на фасады здания с использованием комбинированного метода регулирования.

Во второй главе «Теоретические исследования н синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания» проведен анализ систем отопления здания как объекта управления. Выявлены внешние и внутренние факторы, влияющие на температурный режим здания.

Проведены теоретические исследования теплового режима здания и синтез системы упреждающего управления (СУУ) процессом подачи тепла на отопление здания. Для синтеза СУУ используется структурная схема объекта, приведенная на рисунке 1.

Входные возмущающие параметры

Входной

управляющий

параметр

Выходной

управляемый

параметр

Рисунок 1 - Структурная схема объекта управления В соответствии с установленным перспективным направлением синтезирована комбинированная система упреждающего управления отоплением здания, обеспечивающая эффективность процесса подачи тепла на отопление здания в условиях значительной инерционности объекта по каналу управления и влияния

климатических факторов, рисунок 2. Новизна предложенного решения подтверждена патентом на полезную модель №73509 «Система управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 20.05.2008 г.

1 - блок прогнозирования; 2 - динамический компенсатор; 3 - регулятор; 4,5 - сумматоры.

Рисунок 2 - Прогнозно-компенсационная схема управления подачей тепла на отопление здания (полезная модель №73509 от 20.05.2008 г.)

Управление по данной схеме строится на основе прогнозирования входного информационного потока в процессе управления, то есть на вход динамического компенсатора в разомкнутом контуре системы управления подается прогнозная информация о возмущении, формируемая алгоритмами, заложенными в блок прогнозирования. Вследствие этого система управления реагирует не только на уже свершившиеся отклонения замкнутой системы от идеального режима, но и на те, которые только имеют тенденцию к осуществлению. С целью компенсации остаточных ошибок и обеспечения устойчивости синтезируемой системы управления объект замыкается обратной связью по текущему значению его выхода, который сравнивается с его заданным значением. Сигнал поступает на вход регулятора, который, при наличии рассогласования, корректирует управляющий сигнал.

Для учета инерционности объекта по каналу возмущения в структурную схему введен динамический компенсатор. Передаточная функция динамического компенсатора найдена из условия инвариантности системы отопления по

отношению к возмущающему воздействию: =--—.

№ои(5)

При ЭТОМ ff'ov(s) = (fs((s) + Ifo(s), (f'0!i(s) = Ifiu(s) ■ Wus(s) ■ Wlr(s) ■ Wop(s) Передаточная функция идеального компенсатора: kl-e

ИОД =

где Jtl = -

{Top ■ j +1)

(Tst-s + l)2

kst

-; k2 = -

+ Jt2

ко

(1)

kint • kr о ■ kus ■ kop ' kirn ■ кто • kus ■ kop Передаточная функция реального компенсатора: я •/>""■

Wk(s) = - +к2

(2)

(Гл7-5 + 1)2

Передаточные функции объекта и их параметры взяты из литературных источников и скорректированы с учетом экспериментальных данных, полученных на объекте (таблица 1).

Таблица 1 - Передаточные функции элементов объекта управления

В случае введения в разомкнутый контур СУ динамического компенсатора (рисунок 3), длительность процесса регулирования, значительно снижается и не зависит от параметров динамики ограждающих конструкций (рисунок 4), а

определяется только динамическими характеристиками системы отопления по управляющему воздействию.

24

1 - СУ, регулирующая подачу теплоносителя по текущему значению наружной температуры; 2 -СУ, регулирующая подачу теплоносителя с учетом динамических характеристик объекта по каналу возмущения.

Рисунок 3 - Графики изменения температуры в отапливаемом помещении

Т,ч

1 - Тег = 8.3 ч; 2-Те! =19.7 ч.

Рисунок 4 - Графики изменения температуры в отапливаемом помещении, при разной инерционности ограждающих конструкций

Снижение негативного влияния динамических характеристик по каналу управления достигается регулированием с упреждением по прогнозируемым метеорологическим параметрам.

Разработана математическая модель теплового режима здания, используемая для имитации объекта управления, позволившая провести апробацию разработанной упреждающей системы управления и найти ее настроечные параметры. Проведены имитационные эксперименты, в результате которых:

- установлена зависимость интервала прогнозирования от параметров инерционности помещения - трг= т(г+ к-Тор (к = 1);

- определена допустимая ошибка прогнозирования - Е = 0,5°С;

- проведена оценка эффективности работы упреждающей системы управления, (рисунок 5).

120 100

Е 60 &

я 40

Снижение затрат (22%)

100

78 ч.

— ------

120 Повышение комфортности (65%)

Рисунок 5 - Столбчатые диаграммы затрат и комфортности для существующей (1) и разработанной СУ (2)

В третьей главе «Разработка адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры на основе математической модели суточного хода температуры наружного воздуха» рассмотрены известные методы прогнозирования, выявлены их недостатки, проанализирована возможность использования их для предсказания температуры наружного воздуха. В результате установлено, что дня прогнозирования температуры на необходимый интервал прогнозирования (1,5 часа) в системе управления не может использоваться ни один из рассмотренных методов.

Проведена статистическая обработка большого массива экспериментальных данных (16800 замеров) и по обобщенным (по месяцам) многолетним (10 лет) статистическим данным изменения температуры в течение суток в г. Дзержинске Нижегородской области построена математическая модель суточного хода температуры наружного воздуха, а также определены ее параметры.

Математическая модель представляет собой аппроксимирующие зависимости суточного хода температуры наружного воздуха (две кривые для каждого месяца отопительного периода). ^t = to-P"g(T)

g(t) = -0,0012 т' + 0,062 т2 - 0,94 т - 3,5 р = (<4,89; -2.14^

V.

-2,40; -1,20 -2,40; -0,68 -2,40; -0,76 -3,76;-1,16 -6,49; -3,55 у-9,77; -6,23^

(3)

На основе предложенной модели суточного хода температуры разработан адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного (до 12 часов) прогнозирования температуры наружного воздуха (рисунок 6). Полученная на основе математической модели формула для прогнозирования имеет вид:

1Р/=1о-р- Е(х + трг) (4)

Проведена апробация адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха с помощью разработанного на языке МаНаЬ программного обеспечения с графическим интерфейсом пользователя, подтверждающая возможность использования алгоритма в системе упреждающего управления (точность прогноза в солнечный день составляет не ниже 90,5%, в пасмурный — 95,2%).

Прогнозирование температуры с заданной погрешностью на заданный интервал осуществляется следующим образом. На начальном этапе система определяет текущий месяц и соответствующие ему максимальные значения амплитуды суточного хода температуры воздуха для облачного и солнечного дня. Затем, по полученной информации о текущей температуре на улице и температуре в 00.00 часов в данные сутки по разработанной математической модели суточного хода температуры наружного воздуха определяется расчетные значения текущих температур для солнечного и облачного дня. 12

Е, т„,

г = о

М = Р[Дата]

т

р5 = А[М]; ро = е,[М]

I

Ввод в 1о показаний датчика 1

I

1>екГ'°=1о + Ро- 8«

1гск - ^к'1*

Ло = Ъек - 11ек '

Рисунок 6 - Адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха

Рассчитываются погрешности прогнозирования на текущий момент для солнечного и облачного дня. В зависимости от полученных погрешностей определяется максимальное значение амплитуды суточного хода температуры воздуха, которое используется в последствии для расчета прогнозной информации о возмущении. В случае выхода погрешностей Д0, Д5 за допустимое значение Е происходит адаптация модели, которая заключается в определении скорректированного максимального значения амплитуды суточного хода температуры воздуха - ра. Скорректированное ра определяется по модели (3) из условия совпадения текущей расчетной и действительной температур (t = t,^): Ра = (to - ttck) / g(i). Затем по формуле (4) определяется прогнозное значение температуры - tprr.

На основе прогнозно-компенсационной схемы управления подачей тепла на отопление здания (рисунок 2) разработан алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, с учетом разного влияния наружного климата на фасады здания (рисунок 7). В алгоритме можно выделить 3 основных блока, каждый из которых выполняет определенные функции:

- блок 1 - блок прогнозирования, на основании разработанного адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха формирует прогнозное значение возмущающего воздействия;

- блок 2 — динамический компенсатор, по прогнозному значению возмущения формирует управляющее воздействие;

- блок 3 - блок корректировки, корректирует управляющее воздействие для каждого фасада.

Алгоритм работает следующим образом: на начальном этапе по информации от двух датчиков наружной температуры, расположенных со стороны разных фасадов определяется температура, по которой будет рассчитываться управляющее воздействие - это температура наиболее холодного фасада. На основе полученной температуры и температуры в 00.00 часов в данные сутки по разработанному адаптивному алгоритму сверхкраткосрочного прогнозирования температуры в блоке 1 формируется прогнозное значение возмущающего воздействия.

Рисунок 7 - Алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на

отопление здания

Прогнозная температура передается в блок 2, где определяется управляющее воздействие, общее для двух фасадов. Расчет управляющего воздействия ведется с учетом динамических характеристик объекта по каналу возмущения (2).

В случае получения дополнительного тепла, например, от солнечного излучения одним из фасадов и, как следствие, увеличения температуры в помещениях данного фасада управляющее воздействие на этот фасад корректируется в блоке 3, который реализует ПИ закон регулирования.

В четвертой главе «Разработка упреждающей системы управления процессом подачи тепла на отопление здания» выбраны технические средства упреждающей системы управления процессом подачи тепла на отопление здания. Разработано программное обеспечение станции оператора и программное обеспечение программно-логического контроллера Simatic S7-300 фирмы Siemens, (свидетельство об официальной регистрации программы №2008612159 «Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 29.04.2008 г.), реализующее алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Из анализа публикаций по автоматизации отопления зданий установлено, что возможности существующих систем управления подачей тепла на отопление используются не в полной мере, а именно при управлении не учитывается инерционность здания. В связи с этим, выявлена необходимость в проведении теоретических и экспериментальных работ по увеличению эффективности системы управления теплоснабжением здания.

2. Синтезирована комбинированная система упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, обеспечивающая снижение затрат на теплоснабжение здания с повышением комфортности помещений в условиях значительной инерционности объекта по каналу управления и влияния климатических факторов (патент на полезную модель №73509 «Система управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 20.05.2008.).

3. Получено математическое описание динамического компенсатора, использованного как звено разомкнутого контура системы упреждающего управления.

4. Построена математическая модель теплового режима здания в виде системы передаточных функций, позволившая провести апробацию разработанной упреждающей системы управления и найти ее настроечные параметры.

5. Установлена зависимость интервала прогнозирования температуры наружного воздуха от параметров инерционности помещения, при котором динамическая ошибка регулирования не превышает 1°С.

6. Разработана математическая модель суточного хода температуры наружного воздуха и на ее основе разработан адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха.

7. На основе прогнозно-компенсационной схемы управления подачей тепла на отопление здания разработан алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, с учетом разного влияния наружного климата на фасады здание.

8. Разработано программное обеспечение станции оператора и программно-логического контроллера, реализующее алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания (свидетельство об официальной регистрации программы №2008612159 «Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 29.04.2008.).

Содержание диссертации отражено в следующих работах

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Прокопчук, E.JI. Система упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания / ЕЛ. Прокопчук, С.А. Добротин // Приборы. - Москва: Изд-во СОО «Международное НТО приборостроителей и метрологов», 2008. - №4. - С.42-48.

В других изданиях:

2. Прокопчук, ЕЛ. Комбинированная система управления отоплением здания / E.JI. Прокопчук, С.А. Добротин // Тезисы докладов IV Международной молодежной научно-технической конференции. Н. Новгород, 2005. - С. 258.

3. Прокопчук, E.JI. Экономически эффективная комбинированная система управления отоплением здания / E.JI. Прокопчук, С.А. Добротин // Сборник трудов Санкт-Петербургского ИВСЭП (филиал г. Дзержинска) Дзержинск, 2006. - С. 35.

4. Прокопчук, E.JI. Синтез АСР теплоснабжением здания / E.JI. Прокопчук, С.А. Добротин // Тезисы докладов V Международной молодежной научно-технической конференции. Н. Новгород, 2006. - С. 268.

5. Прокопчук, E.JI. Эффективное управление теплоснабжением здания / Е.Л. Прокопчук // Тезисы докладов 11-й Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки) на базе пансионата санаторного типа «Татинец», 2006. - С. 109.

6. Прокопчук, Е.Л. Математическое моделирование теплового режима здания / Е.Л. Прокопчук, С.А. Добротин // Математические методы в техники и технологиях - ММТТ-19: сб. трудов XIX Международной научной конференции. Воронеж, ГТА, 2006. - С. 159.

7. Прокопчук, Е.Л. Регулирование отпуска тепловой энергии по прогнозно-компенсационной схеме / Е.Л. Прокопчук, С.А. Добротин // Тезисы доклада VI Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» Н. Новгород, 2007. - С.268.

8. Прокопчук, Е.Л. Прогнозно-компенсационная схема управления отоплением здания / Е.Л. Прокопчук // Материалы XII Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки) ННовгород, 2007. - С. 125.

9. Прокопчук, Е.Л. Диагностический подход к управлению отоплением здания / Е.Л. Прокопчук // VI Международная конференция «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» Москва, 2007. - С. 100101.

10. Прокопчук, Е.Л. Предиктивное управление отоплением здания / E.JI. Прокопчук, С.А. Добротин // Сборник трудов Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях- ММТТ-20» Ярославль, 2007. - С.250-252.

11. Прокопчук, E.JI. Применение имитационного моделирования на этапе синтеза системы автоматического регулирования подачи тепла на отопление здания / E.JI. Прокопчук, С.А. Добротин // Успехи современного естествознания. 2008, №3. -С. 50-51.

12. Прокопчук, Е.Л. Алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания / Е.Л. Прокопчук // Успехи современного естествознания. 2008, №3,-С. 60-62.

13. Прокопчук, Е.Л. Алгоритмическое и программное обеспечение системы управления отоплением здания / Е.Л. Прокопчук // Материалы XIII Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки) Н.Новгород, 2008. - С. 138.

14. Пат. 73509 Российская Федерация, МПК31 G 05 D 23/19 Система управления процессом подачи тепла на отопление здания / Прокопчук Е.Л., Добротин С.А.; заявитель и потентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева. - № 2008100508/22; заявл. 09.01.2008; опубл. 20.05.2008.

15. Свидетельство об официальной регистрации программы 2008612159 Российская Федерация, Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания / Прокопчук Е.Л, Добротин С.А.; заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева. -№ 2008611192; заявл. 24.03.2008; опубл. 29.04.2008.

Расшифровка аббревиатур

ЖКХ - жилищно-коммунальное хозяйство;

ТЭЦ - тепло-электро централь;

СУУ - система упреждающего управления; . СУ - система управления.

Расшифровка переменных

М - текущий месяц;

ОЧП - общее число прогнозов;

ТП - точность прогноза;

ЧТП - число точных прогнозов;

Э - эффективность использования тепловой энергии;

а - константа сглаживания;

Со - коэффициент, учитывающий тепловые потери через окно путем инфильтрации наружного воздуха;

(^-допустимый диапазон температуры; (Пор, - оптимальный диапазон температуры; Е -допустимая ошибка прогнозирования; Р[Дата] - табличная функция текущего месяца; Г- возмущающее воздействие; Грг— прогнозируемое возмущение;

6[М], С,[М] - табличная функция максимального значения амплитуды суточного хода температуры воздуха для солнечных и облачных дней соответственно;

g(т) - аппроксимирующая зависимость суточного хода температуры наружного воздуха; J - солнечное излучение;

кь кг ~~ обобщенные коэффициенты усиления теплоемких и нетеплоемких ограждающих конструкций соответственно;

кст - коэффициент усиления (передачи) наружного теплоемкого ограждения; ко-коэффициент усиления наружного нетеплоемкого ограждения; куо - коэффициент усиления воздушного объема;

кит, кро, кус, коп - коэффициенты усиления исполнительного механизма, регулирующего органа узла смешения и отопительного прибора соответственно; Оь - бытовые тепловыделения;

(21 - количество тепла, полученного зданием при работе ¡-ой СУ;

- необходимое количество тепла;

Т - постоянная времени воздушного объема

- постоянная времени теплоемких ограждающих конструкций (стенка); Тор - постоянная времени радиатора;

Тй - инерционность здания; I - температура на улице;

1о - температура на улице в 00.00 часов в текущие сутки; <п. 1с - температура на улице со стороны 1-го и 2-го фасадов; Ъ - температура на ¡-ом шаге

- температура в на (¡+1)-ом шаге

- температура в на (¡-1 )-ом шаге

^ - температура в контрольном помещении;

1р2, 1р11,1р2г - текущая и заданная температура в контрольных помещениях 1-го и 2-го фасадов соответственно;

Ц - температура прямого теплоносителя;

ц/- прогнозная температура на улице;

Цп - прогнозная температура ¡-ом шаге

1рг> - заданная температура в контрольном помещении;

1Кк - текущая температура на улице, определяемая по датчику;

tt<*f-текущая температура наиболее холодного фасада, определяемая по датчику; tick'-0, trekr,s - расчетные значения текущей температуры найденные по модели для облачного и солнечного дня соответственно; и - управляющее воздействие; Vv« - скорость ветра;

Wk(s), Wob(s), Woy(s) - передаточная функция динамического компенсатора, объекта по каналу возмущения и объекта по каналу управления соответственно;

Wcm(s), Wo(s), Wuy(s), Wyc(s), Wmp(s), Won(s), Wvo(s) - передаточные функции теплоемких ограждений, нетеплоемких ограждений, исполнительного устройства, узла смешения, трубопровода, отопительного прибора, воздушного объема соответственно; Z - временная переменная;

р - максимальное значение амплитуды суточного хода температуры воздуха; р[7,2] - матрица максимальных значений амплитуды суточного хода температуры воздуха; Р, - скорректированное максимальное значение амплитуды суточного хода температуры воздуха;

Ро, ps - максимальное значение амплитуды суточного хода температуры воздуха для облачного и солнечного дня соответственно;

До, As - отклонение текущей температуры с датчиков от расчетных текущих температур для облачного и солнечного дня соответственно;

е - отклонение текущей температуры в контрольном помещении от заданной (рассогласование); т - время;

ttr- время прохождения теплоносителя по трубопроводу; хрг - интервал прогнозирования; TfCg— время регулирования;

xirz - транспортное запаздывание по каналу возмущения.

Подписано в печать 15.05.2009. Формат 60 х 84 1/|6- Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 342.

Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева. Типография НГТУ. 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

Введение

Глава 1 Анализ современных методов и средств энергосберегающего управления отопительными системами зданий

1.1 Анализ систем теплоснабжения

1.2 Анализ существующих методов и технических решений систем управления процессом подачи тепла на отопление здания

1.3 Сравнительная характеристика современных технических средств управления отопительными системами

1.4 Постановка цели и задач исследования Выводы по главе

Глава 2 Теоретические исследования и синтез системы упреяедающего управления процессом подачи тепла на отопление здания

2.1 Анализ теплового режима здания. Установление перспективного направления в области управления процессом подачи тепла на отопление здания

2.2 Математическая модель теплового режима здания

2.2.1 Математическая модель процесса теплопередачи через оболочку здания

2.2.2 Математическая модель теплового режима здания

2.3 Параметрическая идентификация математической модели теплового режима здания

2.4 Разработка структурной схемы упреждающей системы управления процессом подачи тепла на отопление здания

2.4.1 Структурный синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания

2.4.2 Синтез динамического компенсатора системы управления

2.4.3 Параметрический синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания

2.5. Оценка эффективности работы упреждающей системы управления. Определение допустимой ошибки прогнозирования

Выводы по главе

Глава 3 Разработка алгоритма прогнозирования температуры наружного воздуха и алгоритма упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания

3.1 Анализ существующих методов прогнозирования

3.1.1 Простейшие методы прогнозирования

3.1.2 Модели прогнозирования, основанные на сглаживании

3.1.3 Регрессионные методы прогнозирования

3.1.4 Вероятностные методы прогнозирования '

3.1.5 Нейросетевые модели

3.2 Разработка адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха

3.2.1 Разработка математической модели суточного хода температуры наружного воздуха

3.2.2 Адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха

3.2.3 Апробация разработанного адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха

3.3 Разработка алгоритма упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания 98 Выводы по главе

Глава 4 Разработка упреждающей системы управления процессом подачи тепла на отопление здания

4.1 Описание объекта управления. Выбор комплекса технических средств

4.2 Программная реализация алгоритма упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания

4.3 Программные аспекты реализации алгоритмов упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания

4.3.1 Разработка программного обеспечения программно-логического контроллера

4.3.2 Разработка программного обеспечения станции оператора

Выводы по главе 4 Заключение

Расшифровка аббревиатур Расшифровка переменных Список литературы

Актуальность темы. Проблема энергосбережения в сфере ЖКХ и на предприятиях в настоящее время стоит достаточно остро. Это обусловлено как рядом экономических причин (высокая стоимость энергоносителей, удорожание коммунальных услуг), так и повышенным интересом к разработкам в области оптимизации управления инженерным оборудованием зданий [1,2].

Одним из наиболее эффективных способов энергосбережения в России является экономия тепловой энергии [3, 4, 5], ввиду того, что тепловая энергия является одной из основных статей коммунальных расходов. В то же время большая часть тепловой энергии, потребляемая зданием, расходуется на его отопление.

Применение автоматики, в системах отопления позволяет снизить затраты на теплоснабжение здания и повысить комфортность помещений [6,7]. Эффективность работы системы автоматического управления процессом подачи тепла на отопление здания зависит от реализованного в ней алгоритма управления. В современных контроллерах отопления снижение энергозатрат и повышение комфортности достигается, в основном, за счет регулирования температуры прямого теплоносителя по температурному графику (в зависимости от текущей температуры на улице) и перехода системы от экономного ночного режима отопления к комфортному дневному. Основной недостаток таких систем заключается в том, что управление осуществляется без учета информации о динамических характеристиках системы по каналу возмущения и управления, что, в силу инерционности объекта, приводит к длительным переходным процессам и неизбежному запаздыванию выходного потока информации (управление) по отношению к изменению входного информационного потока (параметров наружного климата).

Таким образом, важной и актуальной задачей становится синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания с целью повышения эффективности существующих способов управления.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является, снижение затрат на теплоснабжение здания с повышением комфортности помещений за счет синтеза системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление и создания нового, более эффективного алгоритма автоматического управления.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач.

1. Проведение анализа теплового режима здания с целью выявления основных возмущающих воздействий.

2. Установление перспективного направления в области управления процессом подачи тепла на отопление здания.

3. Разработка математической модели теплового режима здания, а также реализация на ее* основе структурного и параметрического синтеза прогнозно-компенсационной схемы управления.

4. Проведение анализа известных методов прогнозирования с целью выявления возможности использования их для предсказания температуры наружного воздуха в упреждающей системе управления процессом подачи тепла на отопление здания. При необходимости - разработка математической модели суточного хода температуры наружного воздуха.

5. Разработка алгоритма упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания.

Научная новизна

1. На основе обработки статистических данных построена математическая модель суточного хода температуры наружного воздуха, обеспечивающая возможность прогнозирования температуры на заданный I интервал прогнозирования.

2. Установлена зависимость интервала прогнозирования температуры наружного воздуха от параметров инерционности помещения, при котором динамическая ошибка регулирования не превышает 1°С.

3. Разработан адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного прогнозирования (до 12 часов) температуры наружного воздуха, обеспечивающий заданную погрешность прогнозирования.

4. Разработан алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, отличающийся использованием результатов прогнозирования по модели суточного хода температуры наружного воздуха на интервал времени, определяемый по параметрам динамики здания.

Практическая ценность работы. Синтезирована комбинированная система упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, обеспечивающая снижение затрат на теплоснабжение здания с повышением комфортности помещений в условиях значительной инерционности объекта по каналу управления и влияния климатических факторов (патент на полезную модель №73509 «Система управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 20.05.2008.). Разработан алгоритм работы блока прогнозирования, позволяющий предсказывать основное возмущающее воздействие на заданный интервал прогнозирования с заданной точностью, с возможностью его интеграции в состав алгоритмов управления процессом подачи тепла на отопление здания. Разработано программное обеспечение микропроцессорного контроллера Simatic S7-300 фирмы Siemens, подтвержденное свидетельством об официальной регистрации программы №2008612159 «Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 29.04.2008 г., проведено внедрение результатов диссертационной работы в учебный процесс в рамках дисциплины «Моделирование систем» на кафедре «Автоматизация и информационные системы» Дзержинского политехнического института НГТУ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из- введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 94 наименования и 4 приложения. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит бб рисунков и 9 таблиц.

В> первой главе проанализировано современное состояние систем» теплоснабжения. Отмечено, что регулирование процесса подачи- тепла на отопление4 здания необходимо вести с учетом климатических факторов и информации о динамических характеристиках системы теплоснабжения.

Рассмотрены- ступени регулирования и выявлены- их недостатки. Недостатком центральной ступени регулирования является тот факт, что управление может осуществляться только в зависимости от факторов, общих для всех зданий, расположенных в районе действия источника теплоснабжения»'(ТЭЦ, котельные). Такой же недостаток присущ групповой ступени регулирования, с той лишь разницей, что управление осуществляется в зависимости от факторов, общих для меньшей группы зданий. Технологические возможности на местной- ступени регулирования • намного выше в связи с тем, что управление можно осуществлять с учетом факторов, воздействующих на отдельное здание.

Проведен анализ способов управления подачей теплоносителя' в отдельном здании на местной ступени регулирования, который показал, что для протяженных в плане зданий пофасадное управление является наиболее эффективным.

Проведен анализ методов и средств управления отопительными системами. Установлено перспективное направление управления процессом подачи тепла на отопление здания - упреждающее управление процессом подачи тепла на фасады здания с использованием комбинированного метода регулирования.

Вторая глава работы посвящена теоретическим исследованиям теплового режима здания и синтезу системы упреждающего управления

СУУ) процессом подачи тепла на отопление здания. Проведен анализ систем отопления здания как объекта управления. Выявлены внешние и внутренние факторы, влияющие на температурный режим здания: В соответствии с установленным перспективным направлением синтезирована комбинированная система упреждающего- управления отоплением здания, обеспечивающая эффективность процесса подачи тепла на- отопление здания в условиях значительной инерционности объекта по каналу управления и влияния климатических факторов. Новизна предложенного решения подтверждена патентом на полезную модель №73509 «Система управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 20.05.2008 г.

Получено математическое описание динамического компенсатора, использованного как звено разомкнутого контура системы упреждающего управления.

Разработана математическая модель теплового режима здания, используемая, для имитации объекта управления, позволившая провести апробацию разработанной упреждающей системы управления и найти ее настроечные параметры. Проведены имитационные эксперименты, в результате которых:

- установлена, зависимость интервала прогнозирования, от параметров инерционности помещения — трг= xtr+ к-Тор (к = 1);

- определена допустимая ошибка прогнозирования — Е = 0,5°С;

- проведена оценка эффективности работы упреждающей системы управления.

В третьей главе рассмотрены известные методы прогнозирования, выявлены их недостатки, проанализирована возможность использования их для предсказания температуры наружного воздуха. Анализировались методы, основанные на простейших моделях прогнозирования и методы, основанные на сглаживании. В результате установлено, что для прогнозирования температуры на необходимый интервал прогнозирования (1,5 часа) в системе управления не может использоваться ни один из рассмотренных методов.

Проведена статистическая обработка большого массива экспериментальных данных (16800 замеров) и по обобщенным (по месяцам) многолетним (10 лет) статистическим данным изменения температуры в течение суток в г. Дзержинске Нижегородской области построена математическая модель суточного хода температуры наружного воздуха, а также определены ее параметры. На основе предложенной модели суточного хода температуры разработан адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного (до 12 часов) прогнозирования температуры. Проведена апробация адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха с помощью разработанного на языке Matlab программного обеспечения с графическим интерфейсом пользователя, подтверждающая^ возможность использования алгоритма в системе упреждающего управления (точность прогноза в солнечный день составляет не ниже 90,5%, в пасмурный - 95,2%).

На основе прогнозно-компенсационной схемы управления- подачей тепла на отопление здания разработан алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, с учетом разного влияния наружного климата на фасады здания.

В четвертой главе выбраны технические средства упреждающей системы управления процессом подачи тепла на отопление здания. Разработано программное обеспечение станции оператора и программное обеспечение программно-логического контроллера Simatic S7-300 фирмы Siemens (свидетельство об официальной регистрации программы №2008612159 «Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 29.04.2008 г.), реализующее алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались: на IV Всесоюзной, V, VI Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Нижний Новгород, 2005 г., 2006 г., 2007 г.), на региональной молодежной научно-технической конференции

XI, XII, XIII Нижегородская сессия молодых ученых» (г. Нижний Новгород, 200 6г., 2007 г., 2008 г.), на XIX, XX Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Воронеж, 2006 г., г. Ярославль, 2007 г.), на VI Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г. Москва, 2007 г).

Публикации. По результатам* выполненной работы опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 научные статьи и 10 тезисов докладов, получен патент на полезную модель № 73509 «Система управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 20.05.2008 г. и свидетельство об официальной регистрации программы № 2008612159 «Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 29.04.2008 г.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- структура и параметры автоматизированной системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания;

- математическая модель суточного хода температуры наружного воздуха, а также разработанный на ее основе адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха;

- алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания;

- программная реализация предложенных алгоритмов.

Основные результаты работы:

1. Из анализа публикаций по автоматизации отопления зданий установлено, что возможности существующих систем управления подачей тепла на отопление используются не в полной мере, а именно при управлении не учитывается инерционность здания. В связи с этим, выявлена необходимость в проведении теоретических и экспериментальных работ по увеличению эффективности системы управления теплоснабжением здания.

2. Синтезирована комбинированная система упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, обеспечивающая снижение' затрат на теплоснабжение здания с повышением комфортности помещений в условиях значительной инерционности объекта по каналу управления и влияния» климатических факторов (патент на полезную модель №73509 «Система, управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 20.05.2008.).

3. Получено математическое описание динамического компенсатора, использованного как звено разомкнутого контура системы упреждающего управления.

4. Построена математическая модель теплового режима здания в виде системы передаточных функций, позволившая провести апробацию разработанной упреждающей системы управления и найти ее настроечные параметры.

5. Установлена зависимость интервала прогнозирования температуры наружного воздуха от параметров инерционности помещения, при котором динамическая ошибка регулирования не превышает 1°С.

6. Разработана математическая модель суточного хода температуры наружного воздуха и на ее основе разработан адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха.

7. На основе прогнозно-компенсационной схемы управления подачей тепла на отопление здания разработан алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, с учетом разного влияния наружного климата на фасады здания.

8. Разработано программное обеспечение станции оператора и программно-логического контроллера, реализующее алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания (свидетельство об официальной регистрации программы №2008612159 «Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания» от 29.04.2008.).

Расшифровка аббревиатур

АСУУ — автоматизированная система упреждающего управления;

АЭС - атомная электростанция;

ЖКХ - жилищно-коммунальное хозяйство;

ИМ - исполнительный механизм;

ИТП - индивидуальный тепловой пункт;

РО - регулирующий орган;

САР - система автоматического регулирования;

СУУ - система упреждающего управления;

СУ - система управления;

ТЭС - тепловая электростанция;

ТЭЦ - тепло-электро централь;

ЦТП - центральный тепловой пункт.

Расшифровка переменных

М - текущий месяц;

ОЧП - общее число прогнозов;

ТП - точность прогноза;

ЧТП - число точных прогнозов;

Э - эффективность использования тепловой энергии; а — константа сглаживания;

Со - коэффициент, учитывающий тепловые потери через окно путем инфильтрации наружного воздуха; dtdop - допустимый диапазон температуры; dtopt - оптимальный диапазон температуры; Е -допустимая ошибка прогнозирования; Р[Дата] - табличная функция текущего месяца; f - возмущающее воздействие; fpr— прогнозируемое возмущение; fs[M], f0[M] - табличная функция максимального значения амплитуды суточного хода температуры воздуха для солнечных и облачных дней соответственно; g(x) - аппроксимирующая зависимость суточного хода температуры наружного воздуха; J — солнечное излучение; кь кг - обобщенные коэффициенты усиления теплоемких и нетеплоемких ограждающих конструкций соответственно; kcm - коэффициент усиления (передачи) наружного теплоемкого ограждения; ко - коэффициент усиления наружного нетеплоемкого ограждения; kvo - коэффициент усиления воздушного объема; kum, kpo, kyc, kon - коэффициенты усиления исполнительного механизма, регулирующего органа узла смешения и отопительного прибора соответственно; Qb - бытовые тепловыделения;

Qi - количество тепла, полученного зданием при работе i-ой СУ; Qn - необходимое количество тепла; Т - постоянная времени воздушного объема

Tst — постоянная времени теплоемких ограждающих конструкций (стенка); Тор - постоянная времени радиатора; Tzd - инерционность здания; t - температура на улице; to - температура на улице в 00.00 часов в текущие сутки; tfl, tf2 - температура на улице со стороны 1-го и 2-го фасадов; tj - температура на i-ом шаге t,+i - температура в на (i+l)-oM шаге t,„i - температура в на (i-l)-oM шаге tp - температура в контрольном помещении; tpi, tp2, tpiz,tp2z - текущая и заданная температура в контрольных помещениях 1-го и 2-го фасадов соответственно; tpr — температура прямого теплоносителя; tprr - прогнозная температура на улице; tpri - прогнозная температура i-ом шаге tpz, - заданная температура в контрольном помещении; ttek — текущая температура на улице, определяемая по датчику; ttekf- текущая температура наиболее холодного фасада, определяемая по датчику; ttekr'°5 ttekr's - расчетные значения текущей температуры найденные по модели для облачного и солнечного дня соответственно; и - управляющее воздействие; Vvet - скорость ветра;

Wk(s), Wob(s), Woy(s) - передаточная' функция динамического компенсатора, объекта по каналу возмущения и объекта по каналу управления соответственно;

Wcm(s), Wo(s), Wuy(s), Wyc(s), Wmp(s), Won(s), Wvo(s) - передаточные функции теплоемких ограждений, нетеплоемких ограждений, исполнительного устройства, узла смешения, трубопровода, отопительного прибора, воздушного объема соответственно; Z - временная переменная;

3 - максимальное значение амплитуды суточного хода температуры воздуха; Р[7,2] - матрица максимальных значений амплитуды суточного хода температуры воздуха; Ра - скорректированное максимальное значение амплитуды суточного хода температуры воздуха; ро, ps — максимальное значение амплитуды суточного хода температуры воздуха для облачного и солнечного дня соответственно;

А0, As - отклонение текущей температуры с датчиков от расчетных текущих температур для облачного и солнечного дня соответственно; е - отклонение текущей температуры в контрольном помещении от заданной (рассогласование); х — время;

Tti'— время прохождения теплоносителя по трубопроводу; ТрГ - интервал прогнозирования; xreg— время регулирования; xtrz - транспортное запаздывание по каналу возмущения;

Заключение

В работе рассмотрено направление дальнейшего совершенствования автоматизации процесса подачи тепла на отопление здания - упреждающее управление. Показано, что применение упреждающего управления в системах пофасадного управления протяженных в плане зданий позволяет существенно повысить комфортность помещений^ и снизить затраты на теплоснабжение здания.

1. Бродач, М.М. Повышение тепловой эффективности зданий оптимизационными методами: дис. канд. техн. наук. М.: НИИСФ, 1988.

2. Щелоков, Я. Оптимизация систем отопления / Я. Щелоков // Теплоснабжение. 2001. №2.

3. Чаплин, Г.П. Автоматизация систем — теплоснабжения зданий — путь повышения комфорта, энергосбережения и охраны окружающей среды / Г.П. Чаплин, В.В. Невский // Энергоэффективность: опыт, проблемы, решения. 2000. №2.

4. Экономичное отопление как это сделать? // ЭСКО. 2002. №7.

5. Табунщиков, Ю.А. Минимизация расхода энергии, затрачиваемой на натоп помещения / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач // Строительство и архитектура. Новосибирск. 1988. №12.

6. Жиленков, Н. «Умный дом» перспективы развития / Н. Жиленков // СТА.2005. №1.

7. Уваров, А.В. Автоматизация инженерных систем современных зданий и комплексов / А.В. Уваров // Промышленные АСУ и контроллеры. 2005. №9.

8. СНиП 41-02-2003 Тепловые сети.

9. Теплоснабжение в России. Современные тенденции // «Преимущества и реалии». 2005. №1. С. 4

10. Табунщиков, Ю.А. Экспериментальное исследование оптимального управления расходом энергии / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач // АВОК.

11. Ливчак, В.И. Энергосбережение при строительстве и реконструкции жилых зданий в России / В.И. Ливчак // Энергосбережение. 2001. №5. -С.26.-29

12. Прокопчук, Е.Л. Экономически эффективная комбинированная система управления отоплением здания / Е.Л. Прокопчук, С.А. Добротин // Сборник трудов Санкт-Петербургского ИВСЭП (филиал г. Дзержинска) Дзержинск,2006.-С. 35.

13. Прокопчук, E.JI. Эффективное управление теплоснабжением здания./ E.JI. Прокопчук // Тезисы докладов 11-й Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки) на базе пансионата санаторного типа «Татинец», 2006. — С.109.

14. Табунщиков; Ю.А. Интеллектуальные здания / Ю.А. Табунщиков. // АВОК. 2001. №3.

15. Чистович, С.А. Автоматическое регулирование расхода-тепла в системах теплоснабжения и отопления / С.А. Чистович. Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1975. - 160 с.

16. Чистович, С.А. Эффективность автоматизации систем теплоснабжения зданий, http://www.hata.by/catalog/128/1810/item.

17. Прокопчук, E.JI. Комбинированная система управления отоплением здания / E.JT. Прокопчук, С.А. Добротин // Тезисы докладов IV Международной молодежной научно-технической конференции. Н. Новгород, 2005.-С. 258.

18. Николаев, В.Б. Эффективные методы управления системами теплоснабжения / В:Б. Николаев. -М.: Стройиздат, 1990. 121 с.

19. Ливчак, В.И. Энергосбережение в системах централизованного теплоснабжения на новом этапе развития / В.И. Ливчак // Энергосбережение. 2000. №2. С.4-9.

20. Ливчак, В.И. За оптимальное сочетание автоматизации регулирования подачи и учета тепла / В.И. Ливчак // Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК). 1998. №4. С.44-52.

21. Система автоматического регулирования отопления здания с учетом климатических факторов. Патент РФ №2247422, G05D23/19, 2004.

22. Коральногов, Н.Н. Автоматизированная система оптимизации теплопотребления учебного заведения / Н.Н. Ковальногов, А.С. Ртищева // Энергоэффективность. 2005. № 1. С. 61-67.

23. Чихутов, Д.А. Автоматизация управления системами отопления жилых и административных зданий: дис. канд. техн. наук. М. 2002. 61:03-5/2093-8.

24. Авторское свидетельство №3337821/29-33. Комитет по деламзизобретений.

25. Табунщиков, Ю.А. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. - 194 е.: ил.

26. Zhao Jinling, Chen Bin, Liu Jingjun, Wang Yongxun Dynamic thermal performance simulation of an improved passive solar house with trombe wall ISES Solar word Congress, 2007, Beijing China, Vols 1-V: 2234-2237.

27. Zhao Jinling, Chen Bin, Chen Cuiying, Sun Yuanyuan Study on dynamic thermal response of the passive sola cccccccc r heating systems. Journal of Harbin Institute of Technology (New Series). 2007. Vol. 14: 352-355.

28. Eicker U., Seeberger P., Fux V., Infieid D.G. (1998) Building integration of PV and solar air heaters for optimized heat and electricity production. In Proceeding of 2nd World Conference on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Vienna.

29. Strand, R.K., "Heat source transfer function and their application to low temperature radiant heating systems", Ph.D. dissertation, Departament of Mechanical and Industrial Engineering, University of Illinois at Upbana-Champaign, 1995.

30. Strand, R.K. and C.O. Pedersen, "Implementation of a radiant heating and cooling model into an integrated building energy analysis program", ASHRAE Trans. 103, Pt. 1, 1997.

31. Сергеев, С.Ф. Опыт внедрения энергосберегающих мероприятий в Дзержинском филиале Нижегородского Государственного Технического Университета / С.Ф. Сергеев, С.И. Смирнов, Л.Д. Зуев // ЭСКО. 2002. №2.

32. Евдокимов, Я(. Системы автоматизации зданий: комфорт плюс экономия / Я. Евдокимов, А. Яковлев // СТА. 2007. №2. С.32.

33. Каталог Danfoss. Контроллеры и диспетчеризация, 2007.

34. Каталог Samson. Автоматизированная система TROVIS 5400. Теплофикационный регулятор TROVIS 5479, 2006.

35. Каталог Siemens. Компоненты для комплексной автоматизации, 2007.

36. Каталог WAGO. Клеммы, электронные модули и контроллеры, 2007.

37. Каталог Honeywel. Тепловая автоматика, 2005.

38. Каталог Овен. Программируемые логические контроллеры, 2007.

39. Каталог Катрабел. Терморегулятор SR-1 (SR-1-K), 2006.

40. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование.

41. СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения.

42. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

43. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. М.: 1999.

44. Туркин, В.П. Водяные системы отопления с автоматическим управлением для жилых и общественных зданий / В.П. Туркин. М.: Стройиздат, 1976. -240 с.

45. Чистович, С.А. Автоматизированные системы теплоснабжения и отопления / С.А. Чистович, В.К. Аверьянов, Ю.А. Темпель. Л.: Стройиздат, 1987.-248 с.

46. Кононович, Ю.В. Тепловой режим зданий массовой застройки / Ю.В. Кононович. М: Стройиздат, 1986. - 157 с.

47. Анапольская, Л.Е. Метеорологические факторы теплового режима зданий / Л.Е. Анапольская, Л.С. Гандин. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 237 с.

48. Теплопотери в жилом фонде России. ЭСКО. 2004. №4.

49. Прокопчук, E.JI. Синтез АСР теплоснабжением здания / E.JI. Прокопчук, С.А. Добротин // Тезисы докладов V Международной молодежной научно-технической конференции. Н. Новгород, 2006. — С. 268.

50. Прокопчук, E.JI. Предиктивное управление отоплением здания / Е.Л. Прокопчук, С.А. Добротин // Сборник трудов Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях- ММТТ-20» Ярославль, 2007. С.250-252.

51. Моисеев, Н.Н. Математические методы системного анализа / Н.Н. Моисеев. -М.: Наука, 1981.

52. Попырин, Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок / Л.С. Попырин. М.: Энергия, 1978.

53. Темпель, Ю.Я. Математическое моделирование нестационарного теплообмена в системах теплоснабжения / Ю.Я. Темпель // «Научные труды АКХ», вып. 101. «Автоматика, телемеханика и вычислительная техника в городском хозяйстве». М. 1973. сб. №6.

54. Прокопчук, Е.Л. Математическое моделирование теплового режима здания / Е.Л. Прокопчук, С.А. Добротин // Математические методы в техники и технологиях ММТТ-19: сб. трудов XIX Международной научной конференции. Воронеж, ГТА, 2006. - С. 159.

55. Богословский, В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) / В.Н. Богословский: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. Школа., 1982. -415 е., ил.

56. Пугачев, B.C. Основы автоматического управления / B.C. Пугачев. — М.: Наука, 1968.

57. Ротач, В.Я. Теория автоматического управления / В.Я. Ротач. М.: Изд. МЭИ, 2004.

58. СНиПИ-3-79 Строительная теплотехника. М.: 1998.

59. Круг, Г. К. Планирование эксперимента в задачах идентификации и экстрополяции / Г.К. Круг, Ю.А. Сосулин, В.А. Фатцев. М.: Наука, 1977.

60. Морозов, Ю.В. Разработка и исследование; алгоритмов повышения, точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий.: дис. канд. техн. наук. Новосибирск, 2004. 61:04-5/4125.

61. Новицкий; П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий; И.А. Зограф. 2-е изд., перераб. и доп. - JI.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1991. - 304 е.: ил.

62. Гмурман, В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математический статистике / В.Е. Гмурман. М.: Высшая школа, 1975. — 333 с.

63. Шевцов, В.Н. Методика математической обработки результатов экспериментальных исследований: учебное пособие / В.Н. Шевцов, Н.А. Есипова. ГПИ, Горький, 1974. - 92 с.

64. Прокопчук, E.JI. Диагностический подход к управлению отоплением здания / E.JI. Прокопчук // VI Международная конференция

65. Неразрушающий контроль и техническая диагностика в-промышленности» Москва, 2007. С. 100-101.

66. Прокопчук, Е.Л. Прогнозно-компенсационная схема управления отоплением здания / Е.Л1. Прокопчук // Материалы XII Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки) Н.Новгород, 2007. С. 125.

67. Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для вузов. Под ред. Е. Г. Дудникова. М.; Химия, 1987. - 368 с.

68. Самонастраивающиеся, системы. Справочник под общей редакцией доктора* технических наук профессора П.И. Чинаева. Наукова думка, Киев. 1969.

69. Аналитические технологии для прогнозирования и анализа данных Copyright О 1999-2005 НейроПроект. Эл. ресурс www.neuroproiect.ru.

70. Статистическое моделирование и прогнозирование: Учебное пособие / Под ред. А.Г. Гранберга. М.: Финансы и статистика, 1990.

71. Waddell D., Sohal A. Forecasting: The Key to Managerial Decision Making // Management Decision'. 1994. - Vol 32, Issue 1.

72. Хромов, С.П. Метеорология и климатология 5-е изд / С.П. Хромов, М.А. Петросянц. М.: МГУ, 2001.

73. Юзбашев, М.М. Статистический анализ тенденций и колеблемости / М.М. Юзбашев, А.И. Манелля. -М.: Финансы и статистика, 1983.

74. Борзенко, И.М. Адаптация, прогнозирование и выбор решений в алгоритмах управления технологическими объектами / И.М. Борзенко. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 144 с.

75. Елисеева, И.И. Общая теория статистики / И. И. Елисеева, М.М. Юзбашев. -М.: Финансы и статистика, 1996.

76. Ефимова, М.Р. Общая теория статистики / М.Р. Ефимова, В.М. Рябцев. -М.: Финансы и статистика, 1991.

77. Гультяев, А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс / А. Гультяев. СПб.: Питер, 2000. - 432 с.

78. Прокопчук, E.JI. Алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания / E.JI. Прокопчук // Успехи современного естествознания. 2008, №3. С. 60-62.

79. Прокопчук, E.JI.'Алгоритмическое и программное обеспечение системы управления отоплением здания / E.JI. Прокопчук // Материалы XIII Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки) Н.Новгород, 2008.-С. 138.

80. Прокопчук, E.JI. Система упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания / E.JI. Прокопчук, С.А. Добротин // Приборы. -Москва: Изд-во СОО «Международное НТО приборостроителей и метрологов», 2008. №4. - С.42-48.

81. Каталог Метран. Датчики температуры, 2008.

82. Siemens. Simatic. Руководство. Программирование с помощью STEP7 v.5.3. Редакция 01/2004. 602 с.

83. Siemens. Simatic. Руководство по языку LAD. Редакция 10/2003. 284с.