автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Исследование и совершенствование управления процессами теплоснабжения производственных помещений с применением программного регулирования

На правах рукописи

ВЕЛЬСКАЯ Инна Валентиновна

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

Липецк - 2005

Работа выполнена в Липецком государственном техническом университете.

Научные руководители:

заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук,

профессор Марков Б.Л.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Погодаев А.К.

кандидат технических наук,

Венков А.Г.

Ведущая организация: ЗАО «Центр точного машиностроения и автоматики», г. Липецк.

Защита состоится 19 апреля 2005 г. в 1000 на заседании диссертационного совета Д212.108.02 при Липецком государственном техническом университете по адресу: 398600, г. Липецк, ул. Московская, 30, ауд. 601.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Липецкого государственного технического университета.

Автореферат разослан «18» марта 2005 г.

Ученый секретарь --С '

диссертационного совета

B.C. Зайцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Оптимальное управление современными системами теплоснабжения городов и промышленных комплексов невозможно без широкого применения средств автоматики и вычислительной техники.

При проектировании автоматизированной системы управления (АСУ) теплоснабжением следует исходить из общих требований к точности и скорости выполнения операций ввода с объекта управления измерительной информации, к структуре устройств связи управляющей машины с объектом управления, к параметрам аппаратуры нормализации, коммутации, передачи и преобразования сигналов, к методам борьбы с помехами, к алгоритмам и программам процедур передачи и преобразования информации.

Разработка и реализация управления системой теплоснабжения представляет собой сложную задачу как в инженерном, так и в организационном аспектах.

Для управления тепловым режимом производственного здания наиболее целесообразной является структура управления, при которой факторы теплового режима регулируются соответствующими автоматическими устройствами, а управляющая вычислительная машина, обрабатывающая измерительную информацию, рассчитывает величину управляющих воздействий для них. Однако для реализации такого программного управления необходим поиск как более точных математических моделей объекта управления, так и более эффективных и требующих меньшего объема вычислений алгоритмов организации процесса управления, что позволит снизить требования к характеристикам ЭВМ, а следовательно - удешевить практическую реализацию системы.

Таким образом, актуальность работы определяется необходимостью совершенствования подходов к математическому описанию теплового состояния помещения как объекта управления и алгоритмизации АСУ теплоснабжением.

Работа выполнена в рамках научного направления ЛГТУ, связанного с выполнением федеральной целевой программы «Энергосбережение России» на 1998-2005 г.

Цель работы. Разработка, расчетно-теоретическое и экспериментальное исследование методов эффективной организации и алгоритмизации АСУ теплоснабжением производственных помещений на основе программного регулирования.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

- исследование, совершенствование и уточнение конечно-разностной математической модели для расчета значения факторов теплового состояния помещения;

- разработка и экспериментальная проверка аналитического решения для определения значений факторов теплового состояния объекта управления при произвольных возмущающих воздействиях;

- совершенствование методики идентификации математической модели теплового состояния помещения;

- совершенствование алгоритма управления с программным регулированием на основе математической модели теплового состояния помещения;

- апробация разработанного алгоритма на примере управления теплоснабжением производственного здания, оценка эффективности и целесообразности его использования.

Методы исследования. Использовались методы математического моделирования, математической статистики, математического программирования, математической физики, математического анализа.

Научная новизна. В диссертационной работе исследованы и усовершенствованы подходы к управлению процессом подачи тепла с программным регулированием в помещения производственных зданий. На основе этого получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- разработана математическая модель прогноза теплового состояния помещения на основе конечно-разностного решения, отличающаяся повышенной

точностью аппроксимации граничных условий и позволяющая за счет этого повысить точность расчета значений факторов теплового состояния объекта управления при произвольном изменении возмущающих воздействий;

-разработан алгоритм для определения значений факторов теплового состояния помещения, основанный на рекуррентной зависимости, отличающийся использованием аналитического описания отдельных элементов объекта управления и рекуррентных процедур для повышения эффективности функционирования программного обеспечения АСУ;

- получено приближенное аналитическое решение для математической модели теплового состояния помещения и уточнена методика его идентификации; решение, в отличие от известных, не имеет ограничений по способу задания закона изменения возмущающих воздействий, а методика отличается рациональным выбором количества параметров варьирования модели объекта управления;

-разработан алгоритм оперативного управления программным теплоснабжением помещения на основе непрерывной коррекции прогноза метеоусловий, обеспечивающий повышение точности регулирования и экономию энергоресурсов по сравнению с известными алгоритмами, ориентированными на долгосрочный прогноз;

- получено приближенное аналитическое решение задачи расчета длительности управляющих воздействий в условиях оперативного прогнозирования метеорологических факторов при программном управлении теплоснабжением производственных зданий.

Практическая ценность. Разработанные алгоритмы и решения могут быть использованы как при исследовании и проектировании АСУ теплоснабжением, так и при практической реализации управления отоплением на основе программного регулирования. Экспериментальное опробование разработанной методики идентификации модели определения факторов управления при произвольных возмущающих воздействиях подтвердила её состоятельность и эффективность.

Реализация работы. Результаты исследований в виде АСУ теплоснабжением на основе программного управления имеют опытно-промышленное опробование в рамках хоздоговорных работ с ОАО «Липецкэнерго» и инициативных работ с МУЛ «Тихорецктепло».

Материалы по теме диссертационной работы используются в учебном процессе при изучении студентами специальности «110300 - Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей» специальных дисциплин «Численные методы», «Информационные технологии», «Основы теории автоматического управления», а также при выполнении курсовых и дипломных работ.

Апробация работы. Материалы работы, её основные теоретические и практические результаты докладывались и обсуждались на международных и областных конференциях: на II Международном конгрессе студентов, молодых ученых и специалистов «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Москва, 2002); на Межгосударственной научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (Липецк, 2001); на УШ - XII областных научно-практических конференциях «Повышение эффективности металлургического производства» (Липецк, 1999-2003); на областной научно-практической конференции «Теплотехника и теплоэнергетика промышленного производства» (Липецк, 2003).

Публикации. По результатам исследования опубликовано 14 печатных работ: 5 статей, 9 тезисов докладов на конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка из 127 наименований. Основная часть работы изложена на 141 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируется цель, задачи исследования, научная новизна и практическая значимость результатов, дается краткое содержание диссертации по главам.

В первой главе диссертации проводится анализ современных АСУ теплоснабжением и методов управления при программном управлении подачей тепла в производственные, административные и общественные здания.

Анализ систем теплоснабжения показывает, что она обладает всеми свойствами, присущими большим системам энергетики. Необходимо отметить сложность и иерархический характер ее структуры, влияние многочисленных случайных факторов на режим ее работы (рис. 1).

Рис. 1. Схема управления теплоснабжением с использованием математической модели (ММ) объекта управления: Т1, Т2 - прямой и обратный трубопроводы тепловой сети, соответственно; ОУ - объект управления; измеряемые возмущения; Ш - неизмеряемые возмущения; X - состояние; И С - измерительная система; Уц -помехи измерений; 2\- - наблюдение состояния; - наблюдение возмущений; £ - прогнозы возмущений; ПВ - блок прогнозирования возмущений; X - прогнозы состояния; СУ - блок синтеза оптимального управления теплоснабжением; II* - оптимальное управление; ИТ - источник теплоты; и - фактическое управление.

Организация АСУ теплоснабжением с программным регулированием (сокращение подачи тепла в ночное время и выходные дни) позволяет обеспечивать экономию тепловой энергии в промышленных, административных и общественных зданиях до 20 %. В настоящее время в условиях переменности возмущающих воздействий такое управление организуется на основе регуляторов, для которых программа изменения значения факторов управляющих воздействий задается еще до начала процесса регулирования. В связи с большой инерционностью объекта управления регулирование подачи тепла наиболее рацио-

нально на основе комбинированного управления (и по возмущению, и по отклонению) с использованием математической модели объекта управления, что позволяет учитывать его стохастичность, проявляющуюся в случайном характере возмущений, их неопределенности и изменчивости (рис. 2).

Рис. 2. Структурная схема модели теплового состояния помещения: ИТ - источник тепла; СО - система отопления; ТО и НО теплоемкие и нетеплоемкие части наружных ограждений соответственно; ВОК - внутренние ограждающие конструкции; ВО - внутренний объем помещения; 1„ Д,- температура воздуха снаружи и внутри помещения, соответственно, °С; V/ -скорость ветра, м/с; 1 - интенсивность солнечной радиации, Вт/м2; I'. I" и С, С' - температуры и расходы теплоносителя на входе и выходе ИТ, соответственно, "С, м3/с; 1, - температура внутреннего воздуха, "С; <3„, Оь - соответственно «медленные» и «быстрые» теплопоте-ри, соответственно, Вт; - теплопоступления от ОС, Вт, - бытовые тепловыделения, Вт; 0ОТ' и ()от" - теплота, поступающая и возвращающаяся из ОС, соответственно, Вт; <3ПК; теплопотребления на нужды ГВС.

Все известные методы моделирования, используемые для определения значения факторов теплового состояния помещения (ТСП) при переменных факторах возмущения можно разделить на две группы: аналитические и численные.

Известные аналитические решения, полученные методами операционного исчисления, носят приближенный характер и предполагают либо линейное, либо гармоническое распределение температурных полей ограждающих конструкций, что не всегда оправдано. Однако и в этом случае температура воздуха в помещении выражается через бесконечный ряд, что затрудняет физическую интерпретацию и использование полученного решения.

Другие аналитические решения основаны на решении уравнений стационарного теплообмена, что при изменении мощности источника тепла и метеорологических факторов приводит к большой погрешности и, следовательно, не может быть использовано при управлении.

Модели, построенные на основе регрессионного анализа, обладают хорошей точностью в условиях, близких к тем, в которых проводился эксперимент по сбору информации, а при отклонении от них точность резко падает; оцениваемые в результате однократных процедур такие модели не позволяют учесть динамику шумов.

Решения, полученные конечно-разностным способом, позволяют определять значения факторов ТСП в темпе с процессом управления и прогнозировать их изменение при заданном законе изменения возмущающих воздействий; однако необходим ряд дополнительных исследований, направленных на повышение точности расчетной схемы и поиск более простых и эффективных алгоритмов расчета.

Анализ вышеизложенного показал, что необходим ряд дополнительных исследований, направленных как на повышение точности расчета и поиск более эффективного, с точки зрения мощности вычислительных устройств, решения задачи определения значения факторов ТСП в темпе с процессом управления, так и на совершенствование алгоритма управления при организации АСУ теплоснабжением на основе программного регулирования.

Во второй главе разработана усовершенствованная математическая модель теплового состояния помещения производственного здания, позволяющая определять значения факторов теплового состояния объекта управления при произвольных возмущающих воздействиях.

Модель ТСП (см. рис.2) строится на основе дифференциальных уравнений, включающих в себя уравнение теплопередачи через наружные (НО и ТО) и внутренние ограждающие конструкции (ВОК) при граничных условиях третьего рода и уравнения теплового баланса для воздуха (ВО) в помещении. При этом приняты следующие допущения: воздух в помещении считается сосредо-

точенной массой, теплофизические свойства ограждающих конструкций и воздуха не зависят от температуры, а температурное поле внутренних ограждающих конструкций - симметрично.

Краевая задача по наружной стене в безразмерном виде с учетом принятых допущений записывается следующим образом:

где Ах - шаг по толщине стены, м; К- количество расчетных шагов по толщине стены; S - толщина стены, м; Л - коэффициент теплопроводности материала стены, Вт/(м-К); С™, а- коэффициенты теплоотдачи от воздуха в помещении к внутренней поверхности стены и от наружной поверхности к наружному воздуху, соответственно, Вт/(м2К); а - коэффициент температуропроводности, м /с; - температура стены, наружного воздуха и воздуха в

помещении, соответственно, °С.

В связи с нелинейной температурной зависимостью коэффициентов теплоотдачи и неоднородностью граничных условий 3-го рода задача нестационарной теплопроводности (1)-(4) имеет только численное решение.

В известных решениях конечно-разностного аналога уравнения (1) граничные условия (2) и (3) записаны с первым порядком точности по пространственной координате, в то время как внутренние узлы (уравнение (1)) аппроксимируются со вторым порядком точности - до Уточнение конеч-

но-разностной схемы может быть достигнуто путем повышения точности аппроксимации граничных условий до о(Дл2).

Расчетные исследования показали, что конечно-разностная схема с аппроксимацией граничных условий второго порядка (0(а*2)) по сравнению с аппроксимацией граничных условий первого порядка обеспечивает

снижение погрешности расчета в 1,5 раза. При этом следует отметить, что аппроксимация до при малом количестве расчетных слоев (N<10) и большом шаге по времени дает колебательное решение в начале процесса (при Ро<0,5), что является следствием пренебрежения аккумулирующими свойствами граничных слоев.

В результате расчегных исследований получена зависимость максимальной относительной погрешности Д определения температуры стены от величины расчетных шагов по координате и времени:

Д = <?[т- Д/-о + (1-т)-Ддг]. (5)

Значения коэффициентов 8 и т, полученных методом множественного регрессионного анализа приведены в таблице.

Таблица

Коэффициенты для расчета величины максимальной относительной погрешности в зависимости от выбора расчетного шага по координате и времени

На основе конечно-разностной схемы с порядком аппроксимации о(Дх2) проведены исследовательские расчеты, в результате которых установлено следующее:

1) Температуры поверхностей всех внутренних ограждающих конструкций, составляющих аккумулирующую массу, можно заменить средней поверхностной, при этом максимальная погрешность расчета температуры внутреннего воздуха не превышает 0,9 °С;

2) Коэффициенты конвективного теплообмена между воздухом в помещении и ограждающими конструкциями можно считать постоянными, что при расчете температуры воздуха в помещении приводит к погрешности не более 0,1 °С.

Задача нестационарного теплообмена для воздуха в помещении решена на основе конечно-разностной схемы и известного аналитического решения задачи нестационарной теплопроводности через наружную стену, при допущении о равенстве температур внутренних ограждающих конструкций температуре воздуха в помещении.

В результате получено рекуррентное соотношение:

где - корни характеристического уравнения: СЩцп= ^ , - объ-

ем исследуемого помещения, м3; рв - плотность воздуха, кг/м3; С„ - теплоемкость воздуха, Дж/(м3-К); а*, оЦ^, а"ст_а - коэффициенты конвективной теплоотдачи от воздуха в помещении к наружной поверхности внутренней стены и условные коэффициенты лучистого теплообмена между внутренними ограждениями и наружной стеной и между наружной стеной и внутренними ограждениями, соответственно, Вт/(м2К); Кщ Кок, Кииф, Кте - коэффициенты теплопередачи от теплоносителя (воды) в системе отопления к воздуху в помещении, от наружного воздуха к воздуху в помещении через нетеплоемкие наружные ограждения, за счет инфильтрации через неплотности оконных проемов, от внутренних тепловыделяющих поверхностей к воздуху в помещении, соответственно, Вт/(м2 -К); - массовый расход воздуха, передаваемого в помещение системой кондиционирования, кг/ч; - площади поверхностей отопительных приборов, наружного остекления, наружной и внутренних стен, соответственно, м2; - температуры теплоносителя в системе отопления, внутренней поверхности наружной стены, внутренних тепловыделяющих поверхностей и воздуха приточной вентиляции, соответственно, °С; дше - плотность потока тепла, инсолируемого на поверхность стены, Вт/м2.

В результате сравнительных расчетов «точного» (при п —> со) выражения (6) и приближенного решения с ограниченным количеством слагаемых ряда установлено, что погрешность расчета температуры воздуха в помещении практически отсутствует при ограничении ряда пятью слагаемыми, однако, с требуемой для практических расчетов точностью (до 0,5 °С) ряд можно ограничить тремя слагаемыми.

Таким образом, за счет аналитического описания температурного поля наружной стены, полученное рекуррентное соотношение является более точным и совершенным в отношении количества используемых вычислительных процедур по сравнению с традиционной конечно-разностной схемой, так как для определения температуры воздуха в помещении в расчетный момент времени необходимо использовать только одну переменную из предыдущего временного шага, в то время как при конечно-разностном решении температуры и необходимо определять путем совместного решения системы из (N+7) -го уравнения.

В третьей главе изложены результаты вычислительных и экспериментальных исследований, идентификации аналитического решения имитационной модели объекта управления при произвольных возмущающих воздействиях.

Для получения аналитического решения принят ряд допущений. Во-первых, температурное поле наружной стены считается квазистационарным, то есть рассчитывается по уравнениям стационарного теплообмена. Однако температура внутреннего и наружного воздуха и внутренних ограждающих конструкций являются переменными величинами. Тогда, система уравнений для расчета температурного поля наружной стены запишется следующим образом:

(7)

где - температура наружной поверхности наружной стены и

средняя по поверхности температура внутренних стен, соответственно, °С.

Во-вторых, средняя поверхностная температура внутренних ограждений определяется по соотношениям для термически «тонкого» тела с коэффициентом массивности (М), то есть:

С учетом вышеизложенных допущений, получено аналитическое решение для имитационной модели объекта управления при произвольных возмущающих воздействиях:

Сравнительные расчеты, выполненные по конечно-разностной схеме и полученному приближенному аналитическому решению (10)-(11) при постоянных факторах возмущений показали, что максимальная абсолютная погрешность расчета температуры воздуха в помещении не превышает 0,8 °С.

Так как тепловые потоки инфильтрации и инсоляции относятся к безынерционным составляющим уравнения теплового баланса воздуха в помещении, а в литературе их описание предлагается с наименьшей точностью, то они приняты в качестве варьируемых параметров. Расчет оптимальных варьируемых параметров проводился методом Ньютона по двум направлениям в следующих диапазонах: для потока инфильтрацией - от 0 до 2,5, для потока инсоляцией -от 0 до 1. Диапазон изменения коэффициентов объясняется как физикой теплообмена, так и сложностью измерения этих потоков. Причем влияние других параметров относительно мало и, практически, не сказывается на погрешности результатов расчета.

Для проверки правильности полученного решения проведены натурные исследования по определению значения факторов ТСП. В результате установлено, что средняя абсолютная погрешность расчета температуры воздуха в помещении, с использованием аналитического решения (Ю)-(П) задачи нестационарного теплообмена в помещении, не превышает 1 °С по сравнению с экспериментальными данными с учетом погрешности измерений.

В четвертой главе приводится решение задачи определения длительности внесения управляющих воздействий и содержится описание усовершенствованного алгоритма управления программным теплоснабжением при произвольных возмущающих воздействиях, который основан на полученном в гл. 3 аналитическом решении.

Физическая постановка задачи заключается в следующем. При программном регулировании теплоснабжения возможны две ситуации: без включения и с включением фонового отопления, которое необходимо для поддержания температуры воздуха в помещении на минимально допустимом по санитарным нормам уровне. При известных начальных условиях объекта управления (значения факторов ТСП), длительности периода программного регулирования (Ро£) и конечной требуемой температуре воздуха необходимо определить величину и длительность управляющих воздействий (включение отопления).

На основе экспериментальных исследований установлено, что в течение 10-12 часов изменение температуры наружного воздуха с достаточной для практических расчетов точностью, описывается полиномом второй степени относительно времени:

где - коэффициенты, определяемые по опытным данным

и изменяющиеся во времени.

В зависимости от длительности перерыва в теплоподаче различают «ночное» отключение (не более суток) и режим «выходного дня» (более суток).

В режиме «выходного дня» использование зависимости (12) невозможно в связи с периодическим характером изменения температуры ¿„(/ч)). Однако задача многодневного режима может быть сведена к задаче «ночного» отключения, так как даже при ступенчатом (скачкообразном) изменении возмущающих воздействий наблюдается стабилизация регулируемых факторов уже через 10-12 часов. Таким образом, для адекватного описания возмущающих воздействий, как для режима «выходного» дня, так и для «ночного» отключения в течении периода возможно использование зависимости (12).

Задача расчета времени отопления помещения сводится к системе уравнений (7)-(11), включающей аналитическое решение для воздуха в помещении и аккумулирующей массы. Решением этой системы является уравнение (13), записанное в общем виде относительно времени работы системы отопления

К-, ■ Ро\ + К2 ■ Ро\ + К1 ■ }<0г + К0 = 0,

(13)

где - коэффициенты, зависящие от теплофизических свойств и

геометрических параметров рассматриваемого помещения.

Анализ значимости коэффициентов уравнения (13) показал, что слагаемым К3 можно пренебречь. Тогда решением уравнения (13) будет:

2-К,

Г'02=-

(14)

Для обеспечения точности программного регулирования теплоснабжением необходима коррекция коэффициентов уравнения (12) в темпе с процессом управления, что предлагается осуществлять по следующему алгоритму:

1. Блок предварительных расчетов.

При заданных начальных условиях на основе периодических измерений температуры наружного воздуха рассчитываются коэффициенты (60 (^о), (Ро) Ь2 (Ро)) уравнения (12).

2. Блок программного управления подачей тепла.

-на основе периодических измерений температуры наружного воздуха корректируются коэффициенты Ьп(1'о),Ь\ (11'о),Ь2(^о) уравнения (12);

-для оставшегося периода управления по уравнениям (14) рассчитывается время подачи тепла

-рассчитанное время сравнивается со временем опроса датчиков

температуры воздуха в помещении, и принимается решение о необходимости включения системы отопления (в фоновом режиме - если необходимо поддержание температуры воздуха на допустимом санитарными нормами уровне или, используя полную мощность).

На основе сравнительных расчетов по уравнению (14) и численному решению уравнения (13) установлено, что погрешность расчета времени подачи тепла не превышает 10 с.

Таким образом, в результате использования аналитического решения для имитационной модели объекта управления получено упрощенное выражение (14) для расчета времени внесения управляющего воздействия - подачи тепла, которое, наряду с предлагаемым алгоритмом, учитывает текущее изменение возмущающих воздействий и позволяет минимизировать энергозатраты на теплоснабжение при программном регулировании.

Работа предложенного алгоритма проверена экспериментально. Для определения экономии тепловой энергии при управлении по разработанному алгоритму по сравнению с алгоритмом, использующим заранее заданную зависимость изменения температуры наружного воздуха, проведены вычислительные

исследования. При этом вводилась погрешность прогноза средней температуры наружного воздуха в диапазоне от 1,0 до 2,5 °С, характер изменения зависимостей по оперативному прогнозу и заранее заданной зависимости изменения возмущающих воздействий (долговременный прогноз) качественно совпадает. Результаты натурных и расчетных экспериментов представлены на рис. 3.

Рис. 3. Потребленное тепло и температура воздуха в помещении в конце периода регулирования при управлении по оперативному прогнозу и с заранее заданным законом изменения температуры наружного воздухаЯ ,А - тепло и температура с управлением по оперативному прогнозу, соответственно^ . Ц- тепло и температура с управлением по заданному изменению температуры наружного воздуха при повышенной относительно прогноза температуре наружного воздуха, соответственной Ш -тепло и температура с управлением по заданному изменению температуры наружного воздуха при пониженной относительно прогноза температуре наружного воздуха, соответственно.

Анализ данных (см. рис.3) показывает, что при управлении с заранее заданным законом изменения температуры наружного воздуха в случае ошибки в прогнозе на 1,0 - 2,5 °С имеет место перегрев и недогрев помещения (на 0,5 -0,7 °С), что соответствует перерасходу тепловой энергии в 1,5 и более раз по сравнению с предлагаемым алгоритмом программного регулирования на основе оперативного (краткосрочного) прогноза изменения внешних факторов.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы, указаны перспективные направления дальнейших исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Уточнена конечно-разностная математическая модель задачи нестационарной теплопроводности при граничных условиях третьего рода для плоской стенки за счет повышения точности аппроксимации граничных условий с первого до второго порядка по пространственной координате: физически правдоподобное (монотонное) решение достигается при любом количестве шагов по координате; получено соотношение, позволяющее оценивать точность расчета при заданных шагах пространственной и временной сеток, и осуществлять выбор дискретности разностной схемы для обеспечения требуемой точности.

2. Получена рекуррентная зависимость для расчета значения факторов теплового состояния объекта управления при произвольных возмущающих воздействиях с использованием аналитического описания отдельных элементов объекта управления. Расчет по полученному уравнению является более эффективным: для «точного» решения достаточно трех корней характеристического уравнения, даже при расчете с одним корнем средняя абсолютная погрешность расчета температуры воздуха в помещении не превышает 1 °С.

3. Получено приближенное аналитическое решение математической модели объекта управления, позволяющее при произвольных возмущающих воздействиях, определять значения факторов теплового состояния объекта управления.

4. Установлено, что при определении значений факторов теплового состояния объекта управления с использованием полученного аналитического решения, средняя абсолютная погрешность расчета не превышает 0,8 °С - для воздуха, 1,3 °С - для наружной стены, 0,5 °С - для внутренних стен по сравнению с расчетом по конечно-разностной схеме.

5. На основе натурных экспериментов усовершенствована, апробирована и подтвердила свою правильность методика идентификации математической модели ТСП, в котором в качестве идентифицируемых параметров выбраны тепловые потоки за счет инфильтрации наружного воздуха через неплотности дверных и оконных проемов и инсоляции через светопрозрачные ограждения.

6. Разработан алгоритм управления программным теплоснабжением, учитывающий фактические изменения факторов внешних воздействий в процессе регулирования, и факторов теплового состояния объекта управления.

7. Получено приближенное аналитическое решение задачи определения длительности управляющих воздействий в режиме программного управления при переменных возмущающих воздействиях в темпе с процессом управления, позволяющее, при обеспечении требуемой точности регулирования, значительно упростить математическое обеспечение АСУ.

8. На основе экспериментальных исследований установлено, что при использовании предложенного аналитического решения отклонение регулируемых факторов ТСП от заданного значения не превышает 1,0 °С.

9. Разработанный алгоритм и упрощенный способ расчета длительности управляющих воздействий могут быть использованы как в исследованиях и проектировании АСУ, так и при практической реализации программного управления.

10. В результате опытно-промышленного опробования предложенного алгоритма с программным регулированием теплоснабжения в комплексе зданий ЛГТУ в период с 1. 01. 2000 г. по 30. 12. 2000 г. сэкономлено 1950 Гкал тепла; при опытно-промышленном опробовании предложенного алгоритма при программном теплоснабжении в музыкальной школе г. Тихорецка (Краснодарский край) в период с 01.02.2004 г. по 29.02.2004 г. экономия тепловой энергии составила 63,8 Гкал.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

1. Аналитическое решение задачи нестационарного теплообмена в помещении / И.Г. Бянкин, И.В. Вельская // Изв. Вузов. Строительство.-2005. - №1. С. 67-71.

2. Математическая модель теплового состояния помещения / И.В. Вельская // Сб. науч. трудов преподавателей и сотруд., посвящ. 45-летию ЛГТУ. 4.2. -Липецк: ЛГТУ, 2001.-С. 11-14.

3. Экспериментальная проверка математической модели теплового состояния помещения /И.В. Вельская // Сб. науч. трудов преподавателей и сотруд., посвящ. 45-летию ЛГТУ. 4.2. - Липецк: ЛГТУ, 2001. - С. 8 -11.

4. Разработка и исследование математической модели теплового состояния помещения / И.В. Вельская // Молодежь и наука - третье тысячелетие / У8ТМ'02: Сб. тезисов докл. 2-го международного конгресса. М.: «Профессионал», 2002. - С. 16.

5. Адаптация математической модели теплового состояния помещения / И.В. Вельская // Проблемы экологии и экологической безопасности: Сб. науч. работ. - Липецк: ЛЭГИ, 2000.- С. 44 - 47.

6. Приближенное аналитическое решение задачи нестационарного теплообмена в помещении / И.В. Вельская // Теплотехника и теплоэнергетика промышленного производства: Сб. тезисов докл. област, науч.- техн. конф.- Липецк: ЛГТУ, 2003.-С. 32-33.

7. К вопросу о влиянии порядка точности аппроксимации граничных условий на точность решения / И.В. Вельская // Теплотехника и теплоэнергетика промышленного производства: Сб. тезисов докл. облает, науч.- техн. конф-Липецк: ЛГТУ, 2003.- С. 33-34.

8. Решение задачи нестационарного теплообмена в помещении при переменных внешних воздействиях / ВрЛОЖИН Л.М. , Бянкин И.Г., Вельская И.В. // Вестник ЛГТУ - ЛЭГИ. 2004. - №1, С. 37-42.

9. Исследование математической модели теплового состояния помещения / Л.М. Воложин, И.В. Вельская // Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. докл. облает, науч.- практ. конф.- Липецк: ЛГТУ, 2001.- С. 67-71.

10. Оптимизация численного решения нестационарной теплопроводности в помещении / И.Г. Бянкин, И.В. Вельская // Экология ЦЧО РФ. - 2003. - №1, С. 104-109.

11. Влияние порядка аппроксимации граничных условий на точность решения / И.В. Вельская, И.Г. Бянкин // Повышение эффективности металлургического производства: Сб. тезисов докл. XII облает, науч.- техн. конф.- Липецк: ЛГТУ, 2003.-С. 13-14.

Подписано в печать 17.03.2005г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 509. Липецкий государственный технический университет

398600 Липецк, ул. Московская, 30 Типография ЖГУ. 398600 Липецк, ул. Московская, 30

Of 11 - of. /3

Введение.

1. Анализ автоматизированных систем управления подачей тепла.

1.1. Способы автоматического управления системой отопления.

1.2. Моделирование теплового состояния помещения.

1.3. Задачи исследования.

2. Совершенствование математической модели теплового состояния помещения.

2.1. Исследование влияния аппроксимации граничных условий при нестационарном теплообмене на погрешность решения.

2.2. Совершенствование конечно-разностного решения задачи нестационарного теплообмена в помещении.

2.3. Выводы.

3. Теоретическое и экспериментальное исследование нестационарного теплообмена в помещении при переменных возмущающих воздействиях.

3.1. Аналитическое решение задачи нестационарного теплообмена в помещении.

3.2. Экспериментальное определение значений факторов теплового состояния помещения.

3.2.1. Характеристика исследуемых помещений и методика измерений.

3.2.2 Погрешность измерений.

3.3. Методика идентификации аналитического решения задачи нестационарного теплообмена.

3.4. Выводы.

4. Исследование и совершенствование управления отоплением на основе программного регулирования.

4.1. Математическая модель ТСП при программном регулировании отопления.

4.2. Аналитическое решение задачи расчета времени нагрева помещения при автоматическом управлении на основе программного регулирования.

4.3. Анализ результатов расчета и экспериментальных исследований.

4.4. Выводы.

Актуальность работы. Оптимальное управление современными системами теплоснабжения городов и промышленных комплексов невозможно без широкого применения средств автоматики и вычислительной техники.

При проектировании автоматизированной системы управления (АСУ) теплоснабжением следует исходить из общих требований к точности и скорости выполнения операций ввода с объекта управления измерительной информации, к структуре устройств связи управляющей машины с объектом управления, к параметрам аппаратуры нормализации, коммутации, передачи и преобразования сигналов, к методам борьбы с помехами, к алгоритмам и программам процедур передачи и преобразования информации.

Разработка и реализация управления системой теплоснабжения представляет собой сложную задачу как в инженерном, так и в организационном аспектах.

Для управления тепловым режимом производственного здания наиболее целесообразной является структура управления, при которой факторы теплового режима регулируются соответствующими автоматическими устройствами, а управляющая вычислительная машина, обрабатывающая измерительную информацию, рассчитывает величину управляющих воздействий для них. Однако для реализации такого программного управления необходим поиск как более точных математических моделей объекта управления, так и более эффективных и требующих меньшего объема вычислений алгоритмов организации процесса управления, что позволит снизить требования к характеристикам ЭВМ, а следовательно - удешевить практическую реализацию системы.

Таким образом, актуальность работы определяется необходимостью совершенствования подходов к математическому описанию теплового состояния помещения как объекта управления и алгоритмизации АСУ теплоснабжением.

Работа выполнена в рамках научного направления ЛГТУ, связанного с выполнением федеральной целевой программы «Энергосбережение России» на 1998-2005 г.

Цель работы. Разработка, расчетно-теоретическое и экспериментальное исследование методов эффективной организации и алгоритмизации АСУ теплоснабжением производственных помещений на основе программного регулирования.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

- исследование, совершенствование и уточнение конечно-разностной математической модели для расчета значения факторов теплового состояния помещения;

- разработка и экспериментальная проверка аналитического решения для определения значений факторов теплового состояния объекта управления при произвольных возмущающих воздействиях;

- совершенствование методики идентификации математической модели теплового состояния помещения;

- совершенствование алгоритма управления с программным регулированием на основе математической модели теплового состояния помещения;

- апробация разработанного алгоритма на примере управления теплоснабжением производственного здания, оценка эффективности и целесообразности его использования.

Методы исследования. Использовались методы математического моделирования, математической статистики, математического программирования, математической физики, математического анализа.

Научная новизна. В диссертационной работе исследованы и усовершенствованы подходы к управлению процессом подачи тепла с программным регулированием в помещения производственных зданий. На основе этого получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- разработана математическая модель прогноза теплового состояния помещения на основе конечно-разностного решения, отличающаяся повышенной точностью аппроксимации граничных условий и позволяющая за счет этого повысить точность расчета значений факторов теплового состояния объекта управления при произвольном изменении возмущающих воздействий;

- разработан алгоритм для определения значений факторов теплового состояния помещения, основанный на рекуррентной зависимости, отличающийся использованием аналитического описания отдельных элементов объекта управления и рекуррентных процедур для повышения эффективности функционирования программного обеспечения АСУ;

- получено приближенное аналитическое решение для математической модели теплового состояния помещения и уточнена методика его идентификации; решение, в отличие от известных, не имеет ограничений по способу задания закона изменения возмущающих воздействий, а методика отличается рациональным выбором количества параметров варьирования модели объекта управления;

- разработан алгоритм оперативного управления программным теплоснабжением помещения на основе непрерывной коррекции прогноза метеоусловий, обеспечивающий повышение точности регулирования и экономию энергоресурсов по сравнению с известными алгоритмами, ориентированными на долгосрочный прогноз;

- получено приближенное аналитическое решение задачи расчета длительности управляющих воздействий в условиях оперативного прогнозирования метеорологических факторов при программном управлении теплоснабжением производственных зданий.

Практическая ценность. Разработанные алгоритмы и решения могут быть использованы как при исследовании и проектировании АСУ теплоснабжением, так и при практической реализации управления отоплением на основе программного регулирования. Экспериментальное опробование разработанной методики идентификации модели определения факторов управления при произвольных возмущающих воздействиях подтвердила её состоятельность и эффективность.

Реализация работы. Результаты исследований в виде АСУ теплоснабжением на основе программного управления имеют опытно-промышленное опробование в рамках хоздоговорных работ с ОАО «Липецкэнерго» и инициативных работ с МУП «Тихорецктепло».

Материалы по теме диссертационной работы используются в учебном процессе при изучении студентами специальности «110300 - Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей» специальных дисциплин «Численные методы», «Информационные технологии», «Основы теории автоматического управления», а также при выполнении курсовых и дипломных работ.

Апробация работы. Материалы работы, её основные теоретические и практические результаты докладывались и обсуждались на международных и областных конференциях: на II Международном конгрессе студентов, молодых ученых и специалистов «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Москва, 2002); на Межгосударственной научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (Липецк, 2001); на VIII - XII областных научно-практических конференциях «Повышение эффективности металлургического производства» (Липецк, 1999-2003); на областной научно-практической конференции «Теплотехника и теплоэнергетика промышленного производства» (Липецк, 2003).

Публикации. По результатам исследования опубликовано 14 печатных работ: 5 статей, 9 тезисов докладов на конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка из 127 наименований. Основная часть работы изложена на 141 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 18 таблиц.

4.4. Выводы

1. Разработан алгоритм управления отоплением по программе, учитывающий:

- действительное изменение температуры наружного воздуха;

- фактическое изменение значений факторов ТСП при расчете времени нагрева.

2. Получено приближенное аналитическое решение задачи определения времени, необходимого для нагрева помещения при программном отпуске тепла при переменных внешних воздействиях, позволяющее значительно упростить программное обеспечение АСУ.

3. На основе экспериментальных исследований установлено, что при использовании разработанного алгоритма управления и приближенного аналитического решения отклонение температуры воздуха в помещении от заданного значения не превышает 1 °С.

4. Разработанный алгоритм и упрощенный способ расчета времени нагрева при программном регулировании отпуска тепла могут быть использованы как при проектировании, так и при практической реализации АСУ подачей тепла с программным регулированием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Уточнена конечно-разностная математическая модель задачи нестационарной теплопроводности при граничных условиях третьего рода для плоской стенки за счет повышения точности аппроксимации граничных условий с первого до второго порядка по пространственной координате: физически правдоподобное (монотонное) решение достигается при любом количестве шагов по координате; получено соотношение, позволяющее оценивать точность расчета при заданных шагах пространственной и временной сеток, и осуществлять выбор дискретности разностной схемы для обеспечения требуемой точности.

2. Получена рекуррентная зависимость для расчета значения факторов теплового состояния объекта управления при произвольных возмущающих воздействиях с использованием аналитического описания отдельных элементов объекта управления. Расчет по полученному уравнению является более эффективным: для «точного» решения достаточно трех корней характеристического уравнения, даже при расчете с одним корнем средняя абсолютная погрешность расчета температуры воздуха в помещении не превышает 1 °С.

3. Получено приближенное аналитическое решение математической модели объекта управления, позволяющее при произвольных возмущающих воздействиях, определять значения факторов теплового состояния объекта управления.

4. Установлено, что при определении значений факторов теплового состояния объекта управления с использованием полученного аналитического решения, средняя абсолютная погрешность расчета не превышает 0,8 °С - для воздуха, 1,3 °С - для наружной стены, 0,5 °С - для внутренних стен по сравнению с расчетом по конечно-разностной схеме.

5. На основе натурных экспериментов усовершенствована, апробирована и подтвердила свою правильность методика идентификации математической модели ТСП, в котором в качестве варьируемых параметров выбраны тепловые потоки за счет инфильтрации наружного воздуха через неплотности дверных и оконных проемов и инсоляции через светопрозрачные ограждения.

6. Разработан алгоритм управления программным теплоснабжением, учитывающий фактические изменения факторов внешних воздействий в процессе регулирования и факторов теплового состояния объекта управления.

7. Получено приближенное аналитическое решение задачи определения длительности управляющих воздействий в режиме программного управления при переменных возмущающих воздействиях в темпе с процессом управления, позволяющее, при обеспечении требуемой точности регулирования, значительно упростить математическое обеспечение АСУ.

8. На основе экспериментальных исследований установлено, что при использовании предложенного аналитического решения отклонение регулируемых факторов ТСП от заданного значения не превышает 1,0 °С.

9. Разработанный алгоритм и упрощенный способ расчета длительности управляющих воздействий могут быть использованы как в исследованиях и проектировании АСУ, так и при практической реализации программного управления.

10. В результате опытно-промышленного опробования предложенного алгоритма с программным регулированием теплоснабжения в комплексе зданий ЛГТУ в период с 1. 01. 2000 г. по 30. 12. 2000 г. сэкономлено 1950 Гкал тепла; при опытно-промышленном опробовании предложенного алгоритма при программном теплоснабжении в музыкальной школе г. Тихорецка (Краснодарский край) в период с 01.02.2004 г. по 29.02.2004 г. экономия тепловой энергии составила 63,8 Гкал.

1. Чистович С.А. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отопления - JL: Стройиздат, 1975.- 158 с.

2. Калмаков А.А. Автоматика и автоматизация теплогазоснабжения и вентиляции / Под. ред. В. Н. Богословского. М.: Стройиздат, 1986. - 479 с.

3. Мухин А.И. Энергосберегающий подход при выборе светопрозрач-ных ограждающих конструкций // Изв. вузов. Строительство, 2001, №2-3. С. 8689.

4. Каменев П.Н., Сканави А.Н., Богословский В.Н. Отопление и вентиляция. Учебник для вузов. В 2 х ч. 41. «Отопление». М.: Стройиздат, 1975. -483с.

5. Богословский В.Н. Строительная теплофизика М.: Высшая школа, 1982.-415 с.

6. Чистович А.С. Адаптивная идентификация параметров и прогнозирования состояния для автоматизированных систем центрального теплоснабжения. Автореферат дисс. канд. т. н. Л.: 1985.

7. Сафонов А.П., Шиповских И.А. Автоматизированные системы отпуска тепла на отопление с программным регулированием //Водоснабжение и санитарная техника, 1975, №9. С. 21-25.

8. Фаликов B.C., Витальев В.П. Автоматизация тепловых пунктов: Спр. пособие. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 220 с.

9. Кононович Ю.В. Тепловой режим зданий массовой застройки. М.: Стройиздат, 1986. - 158 с.

10. Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция -JL: Стройиздат, 1973. -232 с.

11. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление. М.: Стройиздат, 1991 -735 с.

12. Головков М.В. Авторегулирование отпуска теплоты в общественных зданиях // Водоснабжение и санитарная техника, 1990. №10. С. 19.

13. Мелентьев А.И. Оптимальный закон качественно-количественного регулирования // Водоснабжение и санитарная техника, 1990, №1. С. 24-26.

14. Ионин А.А., Братенков В.Н., Хлыбов Б.М., Терляцкая Е.Н. Теплоснабжение. М.: Стройиздат, 1982. - 406 с.

15. Чистович С.А., Аверьянов В.К., Темпель Ю.Я., Быков С.И. Автоматизированные системы теплоснабжения и отопления. JL: Стройиздат, Jle-нингр. отд-ние, 1987. - 248 с.

16. Матросов Ю.А., Простаков В.М. Совершенствование системы управления микроклиматом производственных зданий // Сб. Тр. НИИСФ "Тепловой режим и долговечность зданий" под ред. С. В. Александровского. М., 1987.

17. Гришнова А.В., Красовский Б.М., Романова Т.Н., Белоглазова Т.Н. Надежность систем теплоснабжения с учетом современных требование к теплотехническим характеристикам зданий // Изв. вузов. Строительство, 2000, №5. С. 81-84.

18. Кочев А.Г. Задачи, решаемые при разработке микроклиматических условий в церквах //Изв. вузов. Строительство, 1999, №6. С. 87-89.

19. Алиев Ф.Г. Приближенное моделирование воздействия ветра на здание // Водоснабжение и санитарная техника, 1983, №10. С.27.

20. Аксенов Б.Г., Шаповал А.Ф., Карякина С.В. Влияние теплопроводности включений и инфильтрации на теплопотери через легкие ограждающие конструкции // Изв. вузов. Строительство, 2000, №5. С. 82-85.

21. Гныря А.И., Петров Е.В., Терехов В.И. Низовцев М.И. Влияние инфильтрации холодного воздуха на сопротивление теплопередачи стеклопакета // Изв. вузов. Строительство, 1999, №2-3. С. 81-85.

22. Диомидов М.В., Низовцев М.И., Терехов В.И. Влияние расхода воздуха на тепловые характеристики вентилируемого окна // Изв. вузов. Строительство, 2001, №1. С. 85-87.

23. Диомидов М.В., Низовцев М.И., Терехов В.И. Влияние толщины межстекольной прослойки на эффективность работы вентилируемого окна // Изв. вузов. Строительство, 2001, № 9-10. С. 84-86.

24. Диомидов М.В., Низовцев М.И., Терехов В.И. Тепловые характеристики окна с тройным остеклением при естественной вентиляции внутренней межстекольной прослойки // Изв. вузов. Строительство, 2001, №7. С. 82-87.

25. Петров Е.В., Гныря А.И., Низовцев М.И., Терехов В.И. Влияние обогрева межстекольного пространства на сопротивление теплопередаче при тройном остеклении // Изв. вузов. Строительство, 1999, №11. С. 87-89.

26. Кочев А.Г. Расчет теплопотерь через оконные проемы и откосы церквей // Изв. вузов. Строительство, 2003, №1. С. 82-84.

27. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Минимизация затрат энергии при прерывистом режиме отопления //АВОК, 2001, №1. С. 14-20.

28. Табунщиков Ю.А. Расчет температурного режима помещения и требуемой мощности для его отопления или охлаждения. -М.: Стройиздат, 1981.- 150 с.

29. Банхиди JI. Тепловой микроклимат помещений: расчет комфортных параметров по теплоощущениям человека. М.: Стройиздат, 1981. - 160 с.

30. Костин В.И., Позин Г.М., Хомлянский А.Б. Приближенная математическая модель тепловоздушных процессов в машинных залах ГРЭС и ТЭЦ. // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1985. № 8, С. 83-86.

31. Кочев А.Г., Осипов Ю.В., Сергиенко А.С. Исследование влияния аэродинамических параметров на естественный воздухообмен в церквах // Изв. вузов. Строительство, 2001, №6. С. 82-86.

32. Матюхов Д.В., Низовцев М.И., Терехов В.И., Терехов В.В. Определение теплозащитных характеристик теплоинерционных ограждающих конструкций зданий // Изв. вузов. Строительство, 2002, №7. С.86-88.

33. Никитина Л.М., Тимошенко А.Т., Попов Г.Г. Влияние климатических факторов Якутии на летний тепловой режим помещений // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1988, № 12. С. 83-86.

34. Гусев Н.М. Естественное освещение зданий. М.: Госстройиздат, 1961.-250 с.

35. Богословский В.Н., Фам Нгок Данг Расчет суммарного теплопоступления через окно // Водоснабжение и санитарная техника, 1965, №10. С. 25-32.

36. Рекомендации по проектированию и устройству солнцезащитного остекления зданий. М.: Стройиздат, 1974, - 80 с.

37. Наумов A.JL, Симачкова Е.В. Расчет параметров теплового микроклимата, формируемого системами локального отопления пристенной зоны помещения. Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1990, № 10, с. 87-91.

38. Наумов A.JT., Трушинская Е.К. Динамические характеристики отопительных приборов // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1991, № 12. С. 66-70.

39. Чистович С.А. Автоматизация установок и систем теплоснабжения и отопления М.: Стройиздат, 1964. - 250 с.

40. Грачев Ю.Г., Гришкова А.В., Красовский Б.М., Гаржий О.Р. К вопросу о выборе отопительных приборов и параметров теплоносителя в современной системе отопления // Изв. вузов. Строительство, 2001, №6. С. 84-87.

41. Королева Т.И., Бызеев В.В. Расчет сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций птицеводческих помещений (с напольным содержанием) с учетом особенностей их теплового режима // Изв. вузов. Строительство, 2003, №10. С. 85-89.

42. Позин Г.М., Аюрова О.Б. Математическая модель тепловлажност-ных процессов при хранении сельскохозяйственной продукции // Изв. вузов. Строительство, 1999, №10. С. 85-87.

43. Шаптала В.Г., Окунева Г.Л., Шаптала В.В. Численное моделирование воздухообмена цехов в пыле- и тегаюгазо-выделениями // Изв. вузов. Строительство, 2000, №10. С. 85-87.

44. Новгородский Е.Е., Шилов В.А. Автономное энергоснабжение предприятий деревообрабатывающей промышленности // Изв. вузов. Строительство, 2001, №7. С. 81-84.

45. Скрыпник А.И., Старцева Н.А., Колодяжный С.А. Разработка математической модели управления параметрами воздушной среды в помещении при аварийном выбросе взрывоопасных веществ // Изв. вузов. Строительство, 2003, №3. С. 82-84.

46. Калашников М.П., Аюрова О.Б. Формирование температурно-влажностного режима в овощекартофелехранилище контейнерного типа // Изв. вузов. Строительство, 2003, №7. С. 81-83.

47. Кочев А.Г., Сергиенко А.С. Решение задачи по расчету температурных полей оконных откосов уникальных зданий // Изв. вузов. Строительство, 2001, №11. С. 85-87.

48. Костин В.И. Промышленные здания с эффективным использованием энергии // Изв. вузов. Строительство, 1999, №9. С.80-85.

49. Новгородский Е.Е., Шилов В.А., Бурлаков В.Ю. Новое направление в теплоснабжении предприятий деревообрабатывающей промышленности // Изв. вузов. Строительство, 1999, №5. С. 81-84.

50. Болотов Г.Н. Расчет тепловых балансов на ПК ЭВМ. // Водоснабжение и санитарная техника, 1994, № 3. С. 29.

51. Титов В.П. Учет нестационарных тепловых процессов в помещении. // Водоснабжение и санитарная техника, 1994, № 3. С. 29-30.

52. Деч Ч. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и Z- преобразования. М.: Наука, 1971.-288 с.

53. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1973.-631 с.

54. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. М.: Наука, 1977. 420 с.

55. Кувшинов Ю.Я. Динамические свойства помещения с регулируемой температурой воздуха // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1993, № 4,. С. 50-56.

56. Кувшинов Ю.Я. Использование гармонического анализа при расчете теплового режима помещения // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1989, № 6. С. 73-78.

57. Кувшинов Ю.Я. Расчет колебаний температуры воздуха при периодических тепловых воздействиях на помещение // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1993, № 2. С. 76-79.

58. Кувшинов Ю.Я., Цыренкова С.С. Моделирование нестационарного теплообмена в помещении // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1991, № 6. С. 86-90.

59. Ищенко В.Н. Расчет теплоустойчивости зданий на программируемых микрокалькуляторах. // Водоснабжение и санитарная техника, 1990, № 10. С. 20-21.

60. Савин В.К., Дворцов В.Н. Инженерный метод расчета теплопередачи через световые проемы. Сб. науч. тр. НИИСФ " Исследования по строительной теплофизике", М., 1984.

61. Савин В.К., Фомичев А.И. Метод расчета на ЭВМ теплопередачи в стеновых ограждениях с окном. // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1989, № 10. С. 80-84.

62. Дячек П.И., Макаревич С.А. Расчет потерь теплоты заглубленных частей здания. // Водоснабжение и санитарная техника, 1992, №8. С 22-23.

63. Макаревич С.А. Тепловой режим полов и заглубленных частей зданий: Автореферат дис.канд. техн. наук. Нижний Новгород, 1991.

64. Кривошеин А.Д. К вопросу о теплотехническом расчете воздухопроницаемости ограждающих конструкций зданий // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1991, № 2. С. 65-69.

65. Кривошеин А.Д. О некоторых особенностях теплового режима воздухопроницаемых ограждающих конструкций зданий в зоне их стыка с воздухонепроницаемыми ограждениями // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1990, №11. С. 75-79.

66. Богословский В.Н., Костин В.И. Система уравнений тепловоз душного режима в помещении. // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1988, № 8. С. 83-87.

67. Богословский В.Н., Костин В.И. Расчет микроклимата котельного и машинного залов тепловых электростанций // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1989, № 1. С. 71-82.

68. Костин В.И. Расчет температурного режима помещений промышленных зданий при наличии мощных источников лучистой теплоты // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1989, № 7. С. 93-99.

69. Костин В. И., Мухин А. И. Влияние лучисто-конвективного теплообмена внутри помещения на температурные поля ограждающих конструкций // Изв. вузов. Строительство, 2003, №6. С. 82-85.

70. Костин В.И. Модель расчета температурного режима и воздухообмена помещений // Изв. вузов. Строительство, 2000, № 6. С. 77-81.

71. Костин В.И. Модель расчета температурного режима и воздухообмена помещений промышленных зданий с мощными источниками лучистой и конвективной теплоты // Изв. вузов. Строительство, 2000, №5. С. 90-95.

72. Костин В.И., Мухин А.И. Влияние лучисто-конвективного теплообмена внутри помещения на температурные поля ограждающих конструкций // Изв. вузов. Строительство, 2003, №6. С. 55-59.

73. Пересецкий А.А., Соловьев А.Ю. Расчет теплового режима помещения при лучистом отоплении // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1987, №4. С. 96-100.

74. Ищенко В.Н., Черных Л.Ф. Закон регулирования и теплоустойчивость системы отопления при нестационарном тепловом режиме здания // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1991, № 8. С. 89-93.

75. Самарин О.Д. Нестационарный тепловой режим помещения в условиях автоматического регулирования систем кондиционирования микроклимата // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1997, № 11. С. 82-87.

76. Самарин О.Д. О применении передаточных функций к исследованию нестационарного теплового режима в помещении с регулируемым микроклиматом // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1999, № 12. С. 78-81.

77. Самарин О.Д. Управление влажностным режимом помещения в нестационарных условиях // Изв. вузов. Строительство, 2001, №5. С.80-83.

78. Самарин О.Д. О применении передаточных функций к расчету собственной теплоустойчивости // Изв. вузов. Строительство, 2000, №1. С.81-85.

79. Самарин О.Д. Учет негармонических тепловых возмущений при расчете параметров автоматического регулирования систем кондиционирования микроклимата // Изв. вузов. Строительство, 2000, №7-8. С. 75-79.

80. Самарин О.Д. О применении передаточных функций к исследованию нестационарного теплового режима помещения с регулируемым микроклиматом // Изв. вузов. Строительство, 1999, №12. С. 80-85.

81. Самарин О.Д. Оптимизация мощности и параметров управления систем кондиционирования микроклимата в условиях переменных нагрузок: Автореферат дис. канд. техн. наук. М: 1999.

82. Лукьянов П. Ю. Развитие методов программного обеспечения для расчета нестационарных тепловых процессов и поддержания микроклимата зданий. Автореферат диссертации . канд. техн. наук, Иркутск: 2000.

83. Сигачев Н.П., Лукьянов П.Ю, Лукьянова А.А. Динамическое моделирование тепловых балансов зданий. Чита.: ИПК «Забтранс», 1999. 79с.

84. Табунщиков Ю.А., Юрьев И.О. Математическая модель и алгоритм расчета режимов регулирования микроклимата системами кондиционирования. // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1988, № 1. С. 87-92.

85. Табунщиков Ю.А., Юрьев И.О. Математическая модель регулируемого теплового режима здания и алгоритм её реализации на ЭВМ. Сб. науч. тр. НИИСФ " Исследования по строительной теплофизике", М., 1984.

86. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.; Высшая школа, 1967. -599 с.

87. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК - ПРЕСС. 2002, -194 с.

88. Сарманаев С.Р., Десятков Б.М., Бородулин А.И., Лебедев Р.В. Моделирование микроклимата жилых и производственных помещений // Изв. вузов. Строительство, 2002, №1-2. С. 77-80.

89. Иванов М.Я., Нигматуллин Р.З. Неявная схема С.К. Годунова повышенной точности для численного интегрирования уравнения Эйлера // Журнал вычислительной математики и математической физики, 1987, Т. 27ij №l 1. С. 1725-1735.

90. Иванов М.Я., Крупа В.Г., Нигматуллин Р.З. Неявная схема С.К. Годунова повышенной точности для интегрирования уравнения Навье Стокса // Журнал вычислительной математики и математической физики, 1989, Т. 29, №6. С. 888-901.

91. Мак-Адаме В.Х. Теплопередача. М.: Госуд. Научно-техническое изд-во лит-ра по черной и цветной металлургии, 1961. 686 с.

92. Богословский В.Н. Тепловой режим зданий. -М.: Стройиздат, 1970. -248с.

93. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975. -487 с.

94. Строй А.Ф. Регулирование системы отопления при стабилизации теплового режима в помещении // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1991, №4. С. 79-83.

95. Строй А.Ф. Температурно-влажностный режим производственных зданий при произвольно изменяющихся нестационарных тепловых воздействиях // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1988, № 7. С. 83-86.

96. Малявина Е.Г. Оптимизация режима периодического отопления // Водоснабжение и санитарная техника, 1994, №5. С. 23-24.

97. Табунщиков Ю. А., Климовицкий М. С. Расчет теплового режима помещений при раздельном учете конвективной и лучистой составляющих теплообмена. Сб. науч. тр. НИИСФ " Исследования по строительной теплофизике", М., 1984.

98. Аверьянов В.К., Быков С.И. Теплообмен в помещениях при программном отпуске тепла //ИФЖ, 1982, Т. XIII, №3. С. 406-412.

99. Чистович С.А., Мелентьев Н.А., Шаган И.Б. О внедрении программного отпуска тепла // Водоснабжение и санитарная техника, 1974, №8. С. 25-28.

100. Шкловер A.M. Теплопередача при периодических тепловых воздействиях. M.-JL: Госэнергоиздат, 1961. - 350 с.

101. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Минимизация расхода энергии, затрачиваемой на натоп помещения // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1988, № 12. С. 84-87.

102. Костин В.И. Интегральные графики расхода тепловой энергии системами обеспечения микроклимата // Изв. вузов. Строительство, 2001, №8. С. 80-34.

103. Фаликов B.C. Регулирование отпуска теплоты с применением микропроцессорных регуляторов // Водоснабжение и санитарная техника, 1991, № 6. С.18.

104. Позин Г.М. Основы расчета тепловоздушного режима производственных помещений с механической вентиляцией: Дис. . д-ра техн. наук. -С.Петербург: 1991.

105. А.С. 1541466 СССР, МКИ 24 7/04. Способ моделирования тепло-воздушного режима помещения / Г.М. Позин (СССР). 4266593/23-29; заявл. 22.06.87. // Б.И. - 1990. -№5.

106. Апарцев М.М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения. М.: Энергоатомиздат, 1983. 200 с.

107. Воложин J1.M., Вельская И.В. Влияние лучистого теплообмена между ограждениями помещения на его тепловое состояние // Повышение эффективности металлургического производства: Сб. тезисов докл. X науч.- техн. конф.- Липецк: ЛЭГИ, 2001. С. 24 26.

108. Вельская И.В. Разработка и исследование математической модели теплового состояния помещения // Молодежь и наука третье тысячелетие / YSTM'02: Сб. тезисов докл. 2-го международного конгресса. М.: Профессионал, 2002. С. 16.

109. Вельская И.В. Математическая модель теплового состояния помещения // Сб. науч. трудов преподавателей и сотруд., посвящ. 45-летию ЛГТУ. 4.2. Липецк: ЛГТУ, 2001. С. 11 - 14.

110. Пасконов В.М., Палежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Высшая школа, 1984. - 350 с.

111. Вельская И.В. К вопросу о влиянии порядка точности аппроксимации граничных условий на точность решения // Теплотехника и теплоэнергетика промышленного производства: Сб. тезисов докл. облает, науч.- техн. конф.-Липецк: ЛГТУ, 2003. С. 33-34.

112. Вельская И. В., Бянкин И. Г. Влияние порядка аппроксимации граничных условий на точность решения // Повышение эффективности металлургического производства: Сб. тезисов докл. XII облает, науч.- техн. конф.- Липецк: ЛГТУ, 2003. С. 13-14.

113. Воложин JI.M., Вельская И.В. К вопросу о моделировании теплового состояния помещения // Повышение эффективности металлургического производства: Сб. тезисов докл. IX науч.- техн. конф.- Липецк: ЛЭГИ, 2000. С. 2122.

114. Спэрроу Э.М., Сесс Р.Д. Теплообмен излучением. Л.: Энергия, 1971,-296 с.

115. Бянкин И.Г., Вельская И.В. Оптимизация численного решения нестационарной теплопроводности в помещении // Экология ЦЧО РФ, 2003, №1. С. 104-109.

116. Вельская И.В. Приближенное аналитическое решение задачи нестационарного теплообмена в помещении // Теплотехника и теплоэнергетика промышленного производства: Сб. тезисов докл. облает, науч.- техн. конф,- Липецк: ЛГТУ, 2003. С. 32-33.

117. Вельская И.В. Экспериментальная проверка математической модели теплового состояния помещения // Сб. науч. трудов преподавателей и сотруд., посвящ. 45-летию ЛГТУ. Ч.2., Липецк: ЛГТУ, 2001. С. 8 11.

118. Вельская И.В., Куликова Е.В. Экспериментальное снятие характеристик теплового состояния помещения // Повышение эффективности металлургического производства: Сб. тезисов докл. VIII науч.- техн. конф.- Липецк: ЛЭГИ, 1999. С. 26.

119. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М: Энергия, 1978. - 704 с.

120. Вельская И.В. Адаптация математической модели теплового состояния помещения // Проблемы экологии и экологической безопасности: Сб.науч. работ. Липецк: ЛЭГИ, 2000. С. 44 - 47.

121. Воложин Л.М., Вельская И.В. Исследование математической модели теплового состояния помещения // Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. докл. облает, науч.- практ. конф.- Липецк: ЛГТУ, 2001. С. 6771.1. Время, ч

122. Воздействия: а) температура наружного воздуха, °С.а) 13 12 Ииа 81. Н 6 5 43