ючих приміщень характеризується розосередженими показниками повітря. Облік розосереджених характеристик утруднений, тому приміщення при вирішенні завдань автоматичного регулювання розглядається як об'єкт із зосередженими параметрами, т. Е. Температура і вологість повітря визначаються в найбільш типовою (робочої) зоні. Саме в такій зоні повинні бути встановлені датчики регульованих параметрів. Деякі приміщення можуть характеризуватися зонами з різними параметрами, що вимагає застосування многозональной ВКВ або використання місцевих доводчиків (автономні кондиціонери, зволожувачі, фенкойли та ін.).
Рис. 5 Узагальнена функціональна модель обслуговуваного приміщення (ОП) як об'єкта регулювання
На функціональній схемі обслуговуваного приміщення (рис. 5) виділені зовнішні впливи (теплова Qн, вологісний Wн і аеродинамічна Gн навантаження) і внутрішні (теплова Qпом, вологісний Wпом і газова Спом навантаження). Вхідними параметрами є: температура tпр, вологість dпр і витрата подаваного впомещеніе повітря Gпр, і відповідно регульованими: tпом, dпом і Спом. У системах комфортного кондиціонування для стабілізації заданого стану повітря, т. Е. Двох незалежних змінних tпом і dпом можна використовувати, вобщем випадку, три керуючі впливи: tпр, dпр і Gпр. Особливості застосування кожного визначаються вихідними умовами, обмеженнями, що накладаються на систему, а також економічними міркуваннями.
Зазвичай в кондиціонованих приміщеннях переменна теплове навантаження, влажностная- щодо постійна, а газова - вимагає деякого мінімального витрати зовнішнього повітря.
Для такого об'єкта можливі три види систем стабілізації температури: з постійним або змінним витратою повітря та змішані.
Управління температурою приміщення за допомогою зміни витрат припливного і повітря, що видаляється (кількісне регулювання), незважаючи на переваги, пов'язані з економією теплоти, води та електроенергії, зменшенні миттєвих і річних витрат, реалізується рідко. Це пов'язано з відносно високими капітальними витратами і складністю управління, особливо багатозональних систем. Тому, найбільш поширеними є системи стабілізації температури в приміщенні по каналу зміни температури припливного повітря (якісне управління). Такі системи найбільш повно досліджені як об'єкти автоматизації: виведені аналітично і експериментально підтверджені передавальні функції, значення коефіцієнтів передач і постійних часу.
Динамічні властивості приміщення залежать від кратності повітрообміну Кв, узагальненого розміру приміщення lV (відношення об'єму приміщення Vпом до площі поверхні огороджень F), коефіцієнтів теплопередачі огороджень Когр і постійної часу огородження Тогріл. Аналітично передавальна функція по каналу температури припливного повітря отримана у вигляді
, (2.19)
де Kпом і Тогріл можуть бути визначені за показниками Кв, lV, Когр, теплопровідності св іплотності? в повітря [2].
Тпом - постійна часу приміщення - може бути визначена як Кв - 1.
Рис. 6 Процес зміни температури в приміщенні: 1 - експеримент; 2 - розрахунок
Аналіз кривих перехідного процесу, побудованих на підставі наведеної передавальної функції і експериментальних даних, показує, що процес зміни температури в приміщенні має два явно виражених ділянки (рис. 6). На першому (А) - процес зміни температури відбувається швидко, швидкість зміни температури при цьому залежить від кратності повітрообміну Кв. За літературними даними цей відрізок часу становить (3-4) Кв - 1. У міру поглинання теплоти огорожею і обладнанням швидкість зміни температури повітря сповільнюється (ділянка В), проявляється інерційність огороджень (Тогріл може складати близько десятка годин). Тому, теоретичний кінець перехідного процесу досягається через кілька діб.
Враховуючи, що для приміщень характерні періоди зміни складових теплового навантаження від декількох хвилин до годин, в задачах з такими періодами коливань можна знехтувати інерційністю огорож і представити приміщення апериодическим ланкою першого порядку з передавальної функцією
, (2.20)
.3 Теплообмінні апарати
У найбільш поширених поверхневих теплообмінниках типу «повітря-рідина», «повітря-холодоагент» як збурюючих впливів виступають температура рідини на вході twвх, витрата повітря Gв, температура повітря на вході tвх (рис. 7). Керуючими впливами можуть бути витрата рідини Gw, температура рідини twвх, витрата повітря Gв, а регульований параметр tвих.
Рис. 7 Функціональна і структурна схеми теплообмінника типу «рідина-повітря»
Численні теоретичні та експериментальні дослідження показали, що в першому наближенні передавальна функція такого апарату незалежно від каналу керування описується типовим апериодическим ланкою першого порядку виду
