Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Морозов Юрий Владимирович

Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий
<
Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Морозов Юрий Владимирович. Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.16 : Новосибирск, 2004 176 c. РГБ ОД, 61:04-5/4125

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор существующих систем уравнений теплового баланса по мещения, используемых при регулировании расхода тепла на отопление 12

1.1. Система дифференциальных уравнений теплового баланса помещения в частных производных 13

1.2. Уравнение теплового баланса помещения в частотной области 21

1.3. Описание теплового баланса помещения во временной области при помощи одного дифференциального уравнения... 25

1.4. Сравнительная характеристика существующих описаний теплового баланса 31

Выводы по первой главе 35

2. Предложенная система уравнений теплового баланса помещения и ее использование в основе классических алгоритмов регулирования 36

2.1. Способ описания поведения температуры внутреннего воздуха в помещении при помощи системы из двух дифференциальных уравнений теплового баланса 37

2.2. Анализ взаимосвязи управляющих тепловых воздействий и алгоритмов регулирования расхода тепла на отопление 44

2.3. Использование системы уравнений теплового баланса в основе классического ПИ-алгоритма для определения уровня управляющего воздействия при форсированном на- 48 греве

2.4. Определение уровня управляющего воздействия при форсированном нагреве с использованием предложенного описания теплового баланса 51

2.5. Анализ влияния погрешностей определения тепловых по стоянных времени на точность формирования управляю щего воздействия 61

Выводы по второй главе 64

Исследование путей повышения эффективности регулирования тепла на основании предложенного описания теплового баланса помещения 65

3.1. Исследование эффективности использования предложенной системы дифференциальных уравнений вместо известной при регулировании расхода тепла на отопление с экстраполяцией температуры внутреннего воздуха 66

3.2. Исследование эффективности использования предложенной системы дифференциальных уравнений вместо известной при регулировании расхода тепла на отопление с экстраполяцией температуры внутреннего воздуха 74

Выводы по третьей главе 88

Анализ влияния вариантов представления данных об удельной энтальпии на погрешность систем учета и регулирования тепла ... 89

4.1. Анализ уравнений состояния воды 89

4.2. Анализ известных вариантов представления данных об удельной энтальпии 95

4.2.1. Традиционный метод вычисления тепловой мощности (с использованием k-фактора) 95

4.2.2. Способ представления данных об удельной энтальпии, используемый в теплосчетчиках SA94 101

4.3. Новые варианты представления данных об удельной энтальпии..,; 103

4.3.1. Представление данных об удельной энтальпии при измерении рь Ть Gi, р2, Т2, G2 103

4.3.2. Представление данных об удельной энтальпии при измерении Ть Т2, Gi, G2 (pi и р2 - не измеряются) 109

4.3.3 Сравнение предложенного варианта 1.1 с вариан том, приведенным в МИ 2412-97 112

Выводы по четвертой главе 116

5. Экспериментальное подтверждение эффективности предложен ной системы описания теплового баланса помещения в здании, в котором отсутствуют люди в течение части суток 117

5.1. Методика экспериментального определения постоянных времени ограждений и воздушного объема помещений 117

5.2. Анализ данных, полученных в результате экспериментов, подтверждающих систему из двух дифференциальных уравнений 120

Выводы по пятой главе 125

Заключение 126

Список литературы

Введение к работе

Актуальность. При регулировании и учете расхода тепла на отопление зданий, в которых отсутствуют люди в течение части суток, необходимо решать задачи повышения точности измерения количества тепла и повышения точности поддержания требуемой температуры воздуха в помещениях одновременно со снижением потребления тепла в зданиях во время отсутствия людей.

Эти задачи решаются путем совершенствования теплотехнического оборудования систем отопления зданий, аппаратного обеспечения, а также алгоритмического и программного обеспечения систем учета и регулирования тепла. Основой алгоритмического и программного обеспечения системы учета и регулирования тепла является математическое описание теплового режима помещений здания.

Основополагающие вопросы по описанию теплового режима помещений здания рассмотрены в работах В. Н. Богословского, Ю. А. Табунщикова и др. [1,2]. Тепловой режим помещения с системой отопления описывается системой уравнений теплового баланса в частных производных. Эти уравнения обладают высокой точностью вычислений [1], однако являются весьма громоздкими и неудобными для программной реализации. Уравнения теплового баланса содержат большое количество коэффициентов, требующих экспериментального определения путем проведения дорогостоящих физических экспериментов. Уравнения в частных производных ориентированы в первую очередь на решение задач проектирования здания с системой отопления.

В работах А. М. Шкловера, В. П. Туркина и др. [3-6] помещение описывается как объект с сосредоточенными параметрами;

1) путем разложения последовательности прямоугольных импульсов тепловой мощности в ряд Фурье и представления теплофизических свойств помещения в частотной области при помощи комплексного коэффициента теплоустойчивости [3];

2) в виде линейного апериодического звена, входящего в контур системы автоматического управления, причем температура внутреннего воздуха равна температуре внутренних поверхностей ограждений [4,5].

Известные уравнения теплового баланса [3-6] не позволяют адекватно учитывать темп изменения температуры внутреннего воздуха в течение одного суточного цикла регулирования расхода тепла на отопление [7] при реальном изменении температуры наружного воздуха и большом ступенчатом изменении тепловой мощности в момент перехода «ночь-день».

Тепловая мощность системы водяного отопления здания вычисляется как произведение массового расхода воды на разность удельных энтальпий воды в подающем и обратном трубопроводе [8]. Удельная энтальпия воды представляет собой сумму запаса внутренней энергии, обусловленной силами межмолекулярного взаимодействия, и потенциальной энергии, обусловленной некоторой сжимаемостью жидкости, в единице массы воды. Внутренняя энергия зависит преимущественно от температуры, потенциальная энергия - от давления.

Наиболее точным представлением данных об удельной энтальпии является представление на основании «Международного уравнения состояния воды» [9]. Данное уравнение принято за основу в Правилах учета тепловой энергии [8]. Это уравнение, так же как и система уравнений теплового баланса помещения, является громоздким и неудобным для программной реализации, поскольку предназначено для использования в, значительно более широком диапазоне температур и давлений [9], чем может иметь место в системах отопления [8].

Разработчиками систем учета тепла предложено несколько вариантов компактного табличного представления данных об удельной энтальпии [10, 11]. Однако, эти варианты давали большую относительную погрешность вы- числения разности удельных энтальпий при малых разностях температур относительно [9] из-за неучета зависимости удельной энтальпии от давления. Это обусловлено тем, что при малых разностях температур разность внутренних энергий становится соизмеримой с разностью потенциальных энергий, соответствующих этим температурам. При увеличении разности давлений разность удельных энтальпий возрастает, что и приводит к появлению значительной погрешности вычисления разности удельных энтальпий (до 10%).

Таким образом, в силу перечисленных причин, создание новых подходов к построению системы уравнений теплового баланса помещения, входящего в контур системы автоматического регулирования, разработка методики экспериментального определения ее коэффициентов и ее использования для расчета необходимого уровня тепловой мощности в процессе регулирования расхода тепла на отопление, являются актуальными. Также актуальной является разработка вариантов табличного представления данных об удельной энтальпии.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является повышение эффективности регулирования и точности учета тепла за счет использования данных о теплоинерционных свойствах помещения и зависимости удельной энтальпии воды в системе отопления от температуры и давления.

В соответствии с указанной целью в рамках диссертационной работы были поставлены следующие задачи:

1) на основании теории автоматического управления разработать систему уравнений теплового баланса, адекватно описывающую поведение температуры внутреннего воздуха при форсированном нагреве помещения. Данная система уравнений должна описывать помещение как совокупность линейных апериодических звеньев с некоторыми тепловыми постоянными времени и содержать минимальное количество коэффициентов, что должно облегчить построение экспериментальной методики их определения; исследовать энергосберегающий эффект, который дает использование предложенной системы уравнений теплового баланса помещения при форсированном нагреве воздуха в помещении; создать методику экспериментального определения коэффициентов предложенной системы дифференциальных уравнений, имеющих смысл тепловых постоянных времени; сформировать компактные табличные варианты представления данных об удельной энтальпии воды в памяти микропроцессорного теплосчетчика, который дает малую вычислительную погрешность при малых разностях температур и больших разностях давлений в подающем и обратном трубопроводе; экспериментально подтвердить эффективность предложенной системы уравнений теплового баланса помещения.

Уравнение теплового баланса помещения в частотной области

В работах [3-5] приводятся более компактные и удобные способы описания тепловых процессов в помещении, которые позволяли бы оценивать теплофизические свойства ограждений непосредственно по результатам измерений температуры внутреннего и наружного воздуха, а также тепловой мощности системы отопления, и давали бы удовлетворительное совпадение температуры воздуха, полученной расчетным и экспериментальным путем. Во всех этих работах помещение рассматривается как линейный объект с сосредоточенными параметрами, температурный режим которого характеризуется только мощностью источника теплового воздействия, температурой наружного воздуха, температурой внутреннего воздуха и средней температурой внутренних поверхностей ограждений [3].

В одной из наиболее ранних работ [3] предлагается описывать тепловой баланс помещения в частотной области с помощью уравнения комплексных амплитуд, которое связывает колебание тепловой мощности источника тепла с колебаниями средней температуры внутренних поверхностей ограждений Є»Повср= - (1.16) где Эповср - комплекс колебаний средней температуры внутренних поверхностей ограждений; FH - площадь наружных ограждений помещения; W0 комплекс колебаний тепловой мощности системы отопления; Y - комплексный коэффициент теплоустойчивости ограждений. Усреднение температуры по всем ограждениям происходит за счет радиационного (лучистого) теплообмена между ними [1-3]. Колебания температуры и тепловой мощности представляют в виде суммы гармонических составляющих (в виде рядов Фурье).

Уравнение (1.16) в первую очередь предназначено для расчета теплового режима помещений здания, в котором отсутствуют люди в течение части суток. Колебания тепловой мощности задаются в виде последовательности од-нополярных прямоугольных импульсов CW- + NT t b: + N QH Т т т Т (1Л7) О, + NT t -I- + NT,-:L + NT t - + NT 2 2 2 2 где N = 0, ± 1, ± 2„.; t - время, с; Тг - длительность одного импульса тепловой мощности, с; Т - период следования импульсов тепловой мощности, с; Q0m -уровень импульса тепловой мощности при наличии теплоподачи в систему отопления (когда система отопления открыта), Вт. Эта последовательность раскладывается в ряд Фурье Go=Qocp+w0, (1.18) где Q0cp — средняя тепловая мощность системы отопления, Вт Qocp-Qom-уї (L19) WQ - колебания тепловой мощности

Комплексный коэффициент теплоусвоения выражает соотношение между теплопроводностью, плотностью, теплоемкостью ограждений и периодом колебаний тепловой мощности. Фактически, он определяет степень ослабления и сдвига по фазе колебаний температуры внутреннего воздуха относительно колебаний тепловой мощности. Поскольку коэффициент теплоусвоения зависит от периода колебаний тепловой мощности, он зависит от номера гармоники тепловой мощности Yk =sVkVi. (1.21)

Коэффициент s прямо пропорционален корню квадратному из теплопроводности, плотности и теплоемкости и обратно пропорционален корню квадратному из периода колебаний основной гармоники. На основании (1.18) и (1.19) получаем колебания температуры внутренних поверхностей ограждений - — -sinkft--005(2101 Ti-FH-s Wk T T A Єпов= У -8Іпкя- -со5(2ктї--- (1.22) С использованием уравнений теплового баланса помещения в установившемся режиме QQCP=VFH4TBCPH), (1.23) Qocp =«в FH -(Твср -Тповср). (1.24) получаем среднюю температуру внутренних поверхностей ограждений 1 повср н , т-, у, \L.J) k„ FH otB-FH где kI{ коэффициент теплопередачи наружных ограждений, ав - коэффициент теплообмена на внутренних поверхностях ограждений. Результирующая температура внутренних поверхностей ограждений на основании допущения о линейности помещения

Анализ взаимосвязи управляющих тепловых воздействий и алгоритмов регулирования расхода тепла на отопление

Как известно [5], алгоритмы регулирования расхода тепла на отопление бывают разомкнутые и замкнутые.

В разомкнутых алгоритмах управление осуществляется по изменению температуры наружного воздуха. Обычно в этом случае для измеренной температуры наружного воздуха путем изменения тепловой мощности системы отопления устанавливается требуемая температура воды в обратном трубопроводе [14]. В замкнутых алгоритмах управление осуществляется по температуре внутреннего воздуха путем введения обратной связи.

В случае, когда в течение полных суток поддерживается одно и тоже требуемое значение температуры внутреннего воздуха, вполне можно использовать разомкнутый алгоритм регулирования и путем изменения управляющего воздействия отслеживать изменения температуры наружного воздуха [18]. В этом случае отклонение фактического значения температуры от требуемого, а также, каким образом на него влияет изменение управляющего воздействия, остается неизвестным. Именно такой подход используется при регулировании расхода тепла на отопление здания со стороны энерго-снабжающей организации. Однако, в этом случае осуществление регулирования тепла непосредственно в системе отопления невозможно, поскольку температура воды в обратном трубопроводе системы теплоснабжения здания будет определяться не только температурой воды в обратном трубопроводе системы отопления, но и в значительной степени температурами воды в обратных трубопроводах ряда параллельных подсистем: приточной вентиляций, тепловой завесы и горячего водоснабжения (табл. 2.1). Это обстоятельство обуславливает необходимость установки отдельного регулятора на систему отопления с датчиками температуры внутреннего воздуха в помещении.

В случае, когда в различное время суток необходимо поддерживать разные температуры внутреннего воздуха, наиболее предпочтительно использование замкнутого алгоритма регулирования.

Разные температуры в течение одного суточного цикла регулирования необходимо поддерживать в зданиях, в которых отсутствуют люди в течение части суток. Замкнутый алгоритм регулирования, в отличие от разомкнутого, позволяет установить связь между отклонением фактической температурой от требуемой и приращением управляющего воздействия [5], которое согласно (1.29) пропорционально изменению тепловой мощности системы отопления. Замкнутый алгоритм позволяет контролировать процесс изменения температуры внутреннего воздуха при изменении ее требуемого значения и сопровождающем его ступенчатом изменении тепловой мощности системы отопления.

Суточный цикл процесса регулирования расхода тепла на отопление в зданиях, в которых отсутствуют люди в течение части суток, состоит из трех стадий. В течение первой стадии, как правило, с 6:00 до 8:00, происходит форсированный нагрев, который сопровождается значительным ступенчатым увеличением тепловой мощности и быстрым ростом температуры внутреннего воздуха. После форсированного нагрева имеет место снижение тепловой мощности с последующей стабилизацией температуры внутреннего воздуха в дневное время, обычно до 20:00. В 20:00, в момент наступления ночного времени, происходит полное перекрытие системы отопления, которое сопровождается снижением температуры внутреннего воздуха до требуемого ночного значения. В случае, если температура наружного воздуха становится ниже -15 С, система отопления полностью открывается и регулирование прекращается.

Для получения энергосберегающего эффекта и одновременного создания комфортных условий в помещении наиболее важными стадиями являют ся форсированный нагрев и снижение тепловой мощности с последующей стабилизацией температуры внутреннего воздуха.

Форсированный нагрев рассматривают либо как часть импульсного периодического теплового воздействия [3], либо как ступенчатое апериодическое тепловое воздействие [19].

Под периодическим тепловым воздействием на помещение следует понимать бесконечную последовательность прямоугольных импульсов тепловой мощности (1-17).

Под апериодическим тепловым воздействием следует понимать одиночный прямоугольный импульс или конечную последовательность прямоугольных импульсов тепловой мощности, имеющих различную длительность, период и уровень.

Апериодическое тепловое воздействие представляется в виде суммы ступенчатых изменений тепловой мощности. Закон изменения температуры внутреннего воздуха представляется в виде суммы реакций на каждое ступенчатое воздействие, имеющих экспоненциальную форму.

Форсированный нагрев является разновидностью импульсного теплового воздействия, направленного на достижение требуемой температуры внутреннего воздуха за заданный короткий интервал времени.

В работе [3] форсированный нагрев рассматривался как периодическое тепловое воздействие. В [3] приводится методика вычисления уровня тепловой мощности при форсированном нагреве. В последующих работах [1,2] при рассмотрении форсированного нагрева авторы ссылаются на [3] и форсированный нагрев также рассматривается ими как периодическое тепловое воздействие.

Исследование эффективности использования предложенной системы дифференциальных уравнений вместо известной при регулировании расхода тепла на отопление с экстраполяцией температуры внутреннего воздуха

Диапазон максимальных управляющих воздействий обусловлен минимальной возможным значением температуры наружного воздуха -40 С, которому при поддержании температуры внутреннего воздуха 20 С соответствует управляющее воздействие 60 С. Рис. 3.2 показывает, что использование предложенного описания теплового баланса вместо известного позволяет получить экономию тепловой энергии около 5 % для некоторого диапазона ограничений на максимальное управляющее воздействие относительно уровня, необходимого для круглосуточного поддержания требуемой температуры внутреннего воздуха для соответствующей температуры наружного воздуха. Этот уровень определяется как разность требуемой температуры внутреннего воздуха и температуры наружного воздуха и соответствует относительному энергосберегающему эффекту 0%. Относительно этого уровня отсчитываются значения энергосберегающего эффекта (экономии) для каждого значения «затрат на регулирование». При уменьшении максимального управляющего воздействия эффект от использования известного и предложенного описания теплового баланса становится почти одинаковым. При уменьшении температуры наружного воздуха энергосберегающий эффект уменьшается при малых значениях максимального управляющего воздействия. Таким образом, чем больший запас управляющего воздействия относительно температуры наружного воздуха и, соответственно, запас располагаемой тепловой мощности системы отопления, тем больше потенциальный энергосберегающий эффект от использования более точного описания теплового баланса.

Возможна ситуация, когда в течение суточного цикла максимальное управляющее воздействие превышает необходимое для круглосуточного поддержания требуемой температуры внутреннего воздуха при некоторой температуре наружного воздуха. Пусть, например, при температуре наружного воздуха О С максимальное управляющее воздействие составляет 25 С. В этом случае при круглосуточном поддержании температуры 20 С базовая экономия тепла составляет 20%, а дополнительная экономия за счет поддержания этой температуры только в дневное время на основании предложенного описания теплового баланса будет 5%. В данном случае под базовой экономией следует понимать эффект от установки системы регулирования тепла, под дополнительной экономией - эффект от модернизации входящего в ее состав алгоритмического и программного обеспечения. Практическая значимость экономии будет тем больше, чем большее количество тепла потребляет здание или группа зданий и чем длиннее интервал времени, в течение которого происходит потребление тепла. Получение путем моделирования «затрат на регулирования» для ожидаемых ограничений на тепловую мощность системы отопления и средней температуры наружного воздуха за некоторый период времени позволяет прогнозировать энергосберегающий эффект от регулирования тепла.

Исследование дальнейшего повышения эффективности регулирования тепла заключается в использовании для формирования приращения управляющего воздействия экстраполированного значения температуры внутреннего воздуха на один интервал между приращениями управляющего воздействия вперед при отсутствии приращения. Экстраполированная температура внутреннего воздуха формируется на основании описания теплового баланса и должна позволить более точно удерживать температуру внутреннего воздуха возле требуемого значения. Также экстраполяция температуры внутреннего воздуха должна способствовать правильному учету реального изменения температуры наружного воздуха.

В настоящем параграфе приводится алгоритм регулирования расхода тепла на отопление основанный на экстраполяции температуры внутреннего воздуха на заданный интервал времени вперед. Экстраполяция температуры внутреннего воздуха осуществляется программным путем. Для экстраполяции предлагается использовать дискретную импульсную характеристику помещения где к - номер отсчета импульсной характеристики, At; ч - интервал дискретизации импульсной характеристики помещения.

Традиционный метод вычисления тепловой мощности (с использованием k-фактора)

В настоящем параграфе рассматривается несколько предложенных вариантов [26 -30 ] табличного представления зависимости удельной энтальпии от температуры и давления h(p, Т) в памяти микропроцессорного теплосчетчика и соответствующих алгоритмов нахождения h-, -h2 для двух основных случаев: - в состав теплосчетчика входят каналы измерения давления pi и р2, a pi и р2 измеряются одновременно с измерением Т], Т2, G] и G2; - каналы измерения давления pi и р2 в состав теплосчетчика не входят, измеряются только Ть Т2, Gi и G2.

Для каждого из вариантов оценивается максимальная погрешность нахождения h1 -h2, по отношению к вычисленному h: -h2 по точным формулам (3.9) и (3.11).

Все эти варианты обеспечивают существенно меньший объем памяти и время вычислений по сравнению с реализацией вычислений по формулам (3.9) и (3.11), облегчают обслуживание режимов сбора, предварительной обработки индикации и архивации данных, а также управление режимами с помощью одного микроконтроллера.

Вариант 1,1. Таблица значений удельной энтальпии для температур 0,2,4,6,8,10,15 С, а для температур 20 - 150 С с шагом 10 С, и давлений 0,1 - 1 МПа с шагом 0,01 МПа (табл. 4.4), расчитанная по формулам (3.9) и (3.11) заносится в ПЗУ микропроцессора (объем ПЗУ - 1911 16-разрядных слов). Значения hj -h2 для любых давлений и температур определяются по алгоритму:

1) измеренные рь р2 округляются до ближайших значений pi;, p2j, которым соответствуют «столбцы» ПЗУ;

2) измеренные Ті, Т2 округляются до ближайших меньших значений Тіш, Т2п, которым соответствуют «строки» ПЗУ;

3) разность удельных энтальпий hl - h2 вычисляется по формуле: hi -h2 -(h(fti,,lLn)-h(P2ifT2ll))+Ah(pli,Ttin). Ti Ti"-Ah(p2i,T2J.bJk (4.15) 6T = 2 С, 0 T 10 С где Ah(p,T) = h(p,T + 6T)-h(p,T), ЬТ = \ 6T = 5C, 10 T 20C . 6T = 10 С, 20 T 150 C Время вычислений h1 h2 по этому алгоритму для микроконтроллера MSP430 составляет 6 мс. Максимальная погрешность 6 нахождения hj -h2 по формуле (4.15) по сравнению с вычислениями по формулам (4.9) и (4.11) для Т2 = 18 С и различных Т-, - Т2 приведена в табл. 4.5.

Как с увеличением Т Т2, так и дальнейшим увеличением Тг - Т2 максимальная погрешность уменьшается по сравнению с цифрами, приведенными в табл. 4.5.

На основании анализа данных, полученных при расчете по формулам (4.9) и (4.11) с шагом по температуре 1 С и по давлению 0,01 МПа выявлено, что зависимость удельной энтальпии от давления в диапазоне 0,1 - 1 МПа при заданной температуре аппроксимируется выражением: N h(p)kc»nst = h(pmin) + c-(p-prajn) -0,001- kj, (4.16) где k: =, 0, h(Pj)-h(pH) = 0,01 1, h(Pj)-h(pH)« 0,009 МДж МДж p,=Pmin+0,01-j МПа, f N = Ent v P-Pmi 0,01 , ртіп=0ДМПа, с = 1(МДж/т)/МПа.

Последний член формулы (4.16) представлен последовательностью бит (двоичных разрядов) (табл. 4.6), каждый из которых соответствует значению давления, принадлежащему последовательности 0,1; 0,11... 1 МПа.

При 0 С удельная энтальпия определяется в основном сжимаемостью воды и, следовательно, значительно изменяется при большом изменении давления. Неучет этого обстоятельства приводит к большим погрешностям вычисления разности удельных энтальпий при малых разностях температур. Величина h(p, 0) имеет смысл удельной потенциальной энергии воды, обусловленной некоторой сжимаемостью воды [23]. Так, для поддиапазона давлений (ОД - 0,12) МПа Ь = 0,06 МДж/т, для поддиапазона (ОДЗ - 0,17) МПа Ь = 0,061 МДж/т и т. д., для поддиапазона (0,93 - 0,97) МПа Ь = 0,078 МДж/т, а для поддиапазона (0,98 - 1,0) МПа b = 0,079 МДж / т. Всего выделенных по этому признаку поддиапазонов давления Др оказалось 20. Внутри каждого поддиапазона давлений определялись (за вычетом 107 h(p, 0)) средние по поддиапазону значения удельной энтальпии с шагом по температуре 10 С. Удельная энтальпия за вычетом значений при 0 С близка к удельной внутренней энергии [23].

Как показывает табл. 4.4, удельная внутренняя энергия изменяется по всему диапазону давлений от 0,1 до 1 МПа не более чем на 0,1 %. В то же время, удельная потенциальная энергия по всему рассматриваемому диапазону давлений изменяется примерно в 10 раз, что и приводит к появлению большой относительной погрешности разности удельной энтальпии при малых разностях температур. Полученная указанным способом таблица значений удельных энтальпий (табл. 4.7), а также границы поддиапазонов давлений размещаются в ПЗУ. (объем ПЗУ - 340 16-разрядных слов).

Похожие диссертации на Разработка и исследование алгоритмов повышения точности учета и эффективности регулирования расхода тепла на отопление зданий