Введение к работе
Актуальность проблемы. Около половины всей потребляемой в мире энергии используется для установления температурных разниц нескольких уровней. Наиболее очевидные примеры - это нужда в нагревании или охлаждении в зданиях и обеспечение домашней горячей водой. Тепловая потребность в зданиях является в основном низкотемпературной, т.е. от 20 С до 23 С для комнатной температуры и от 40 С до 50 С для температуры воды. Требования в этом температурном диапазоне могут выполняться путем использования солнечной энергии при условии, что общий дизайн системы теплоснабжения сосредоточен на минимизации температурных разрывов. К подобным системам можно отнести солнечные тепловые коллекторы.
Солнечные водонагревательные установки с естественной циркуляцией теплоносителя являются саморегулирующимися системами, и расход жидкости в них полностью определяется интенсивностью поступающего солнечного излучения, а также теплотехническими и гидравлическими характеристиками солнечного коллектора, бака-аккумулятора и соединительных трубопроводов.
Установки с принудительной циркуляцией теплоносителя целесообразно использовать для горячего водоснабжения крупных объектов. В них солнечный коллектор представляет собой большой массив модулей КСЭ. Эти установки имеют большую производительность, но, как правило, они довольно сложны.
В данном диссертационном исследовании рассмотрен синтез регуляторов прямого действия для коллекторов солнечной энергии, что может упростить управление массивом модулей КСЭ с принудительной циркуляцией теплоносителя, а так же использоваться в установках с естественной циркуляцией теплоносителя.
Рассмотренные особенности говорят об актуальности данной задачи и о необходимости разработки методики синтеза подобных объектов (систем) управления.
Целью работы является создание математической и численной модели солнечного теплового коллектора, и определение параметров регуляторов прямого действия для управления тепловыми процессами в солнечном коллекторе, и исследование влияния скоростного напора на температурные поля солнечного коллектора.
В соответствии с целью, объектом и предметом исследования решены следующие задачи:
Составлена математическая модель тепловых процессов солнечного коллектора и решена ее дискретная математическая модель на ЭВМ;
Синтезированы параметры регулятора прямого действия;
Проведен анализ эффективности синтезированного регулятора.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования:
В результате теоретических исследований удалось разработать математическую модель солнечного теплового коллектора и синтезировать параметры регуляторов прямого действия для управления тепловыми процессами. Для этого в работе проведены следующие научные исследования:
Разработана математическая модель Теловых процессов солнечного коллектора;
Исследованы тепловые свойства солнечного коллектора;
Произведен синтез регулятора прямого действия, который: 1) позволяет осуществлять равномерный отбор солнечной энергии теплоносителем; 2) при достижении определенной температуры открывает канал для оттока нагретого теплоносителя;
Практическая значимость и реализация работы:
Система управления, рассмотренная в работе, может быть использована в системах горячего водоснабжения и отопления на основе коллекторов солнечной энергии;
Указанная методика внедрена в учебный процесс Пятигорского Государственного Технологического Университета.
На защиту выносятся следующие положения:
Математическая модель тепловых процессов солнечного коллектора и анализ результатов численного моделирования;
Синтез системы управления на основе регуляторов прямого действия и анализ эффективности её работы.
Исследование влияния скоростного напора на температурные поля солнечного коллектора.
Публикации и апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях:
Структура и объем работы:
Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы включающего 135 наименований, 3 приложений. Содержание работы изложено на 81 странице, содержит 60 рисунков и 7 таблиц.
![Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс]](/i/i/4409/168295.png "Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс] Склярова Татьяна Петровна")
