Analiza wpływu algorytmu regulacji temperatury wewnętrznej w budynku na zużycie ciepła

• Autorzy: Chmielnicki W. J.

Warianty tytułu

EN

Impact analysis of the indoor temperature control algorithm in the building on the consumption of heat

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rodzaj zastosowanych algorytmów regulacji temperatury wewnętrznej w ogrzewanych budynkach ma istotny wpływ na ilość zużywanej energii na cele grzewcze. Można ją w znacznym stopniu ograniczyć poprzez zastosowanie odpowiednich algorytmów regulacji. Podstawowym warunkiem umożliwiającym ich realizację jest wyposażenie budynku w odpowiednie systemy do regulacji, sterownia i zarządzania energią. Analiza tych zagadnień wymaga szerokiej wiedzy z wielu różnych dziedzin obejmujących między innymi fizykę budowli, wymianę ciepła, ciepłownictwo, ogrzewnictwo, regulację automatyczną, metody numeryczne, informatykę itp. Podstawą do przeprowadzania badań są dynamiczne modele numeryczne obejmujące wszystkie elementy systemu. W pracy wykorzystano własny model symulacyjny zweryfikowany doświadczalnie, składający się z 30 podprogramów (zawierających łącznie około 15000 linii kodów źródłowych) [2,4,5,6]. Ważną cechą tego modelu, odróżniającego go od innych, jest analityczny opis wszystkich jego elementów na podstawie przyjętego modelu fizykalnego. Dotyczy to zarówno budynku jak również instalacji cieplnych z układami regulacji. A więc uwzględnia on rzeczywiste oddziaływanie układów regulacji na przebieg procesów cieplnych. Przeprowadzono szerokie badania symulacyjne oraz doświadczalne w obiekcie rzeczywistym, których celem było opracowanie optymalnych algorytmów regulacji obejmujących węzeł ciepłowniczy i ogrzewany budynek. Przyjęto, że proponowane rozwiązania zapewnią właściwą jakość regulacji oraz wymagany komfort cieplny w budynku. Z przeprowadzonych badań wynika, że stosując odpowiednie algorytmy regulacji można w istotny sposób ograniczyć zużycie ciepła w budynku. Różnice mogą wynosić nawet kilkanaście procent w skali całego roku.

EN

Types of algorithms used in interior temperature control in heated buildings has a significant impact on the amount of energy used for purposes of heating systems. The amount of energy consumption can be greatly reduced by applying appropriate control algorithms. The basic condition that allows their implementation is to equip the building with proper control systems, control and energy management. Analysis of these issues requires a broad knowledge in many different areas including inter alia: building physics, heat transfer, heating, district heating, automatic control, numerical methods, computer science, etc. The basis for the research are dynamic numerical models across all elements of the system. In this paper the self-made experimentally verified simulation model which contains 30 subprograms (about 15000 source line of code) has been used [2,5,6,7]. An important feature of this model, distinguishing it from others, is an analytical description of all its elements based on the adopted physical model. This applies both to the building as well as the installation of the heating system equipped with control. So it takes into account the real impact of control systems for thermal processes. Conducted extensive simulation and experimental study of a real object which purpose was to develop optimal algorithms for heating nodes and heated building. It was assumed that the proposed solution will ensure proper quality control and the required thermal comfort in the building. The study shows that using appropriate control algorithms can significantly reduce heat consumption in the building. Differences may be even over a dozen percent for the entire year.

Słowa kluczowe

PL

ciepłownictwo; ogrzewnictwo; sterowanie procesów cieplnych; zarządzanie energią w budynkach

EN

district heating; heating; automatic control engineering; energy management in buildings

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 6
• Strony: 66--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Chmielnicki W. J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• [1] ASHRAE 2001 Handbook. Fundamentals, American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc.
• [2] Chmielnicki W. J.: Sterowanie mocą w budynkach zasilanych z centralnych źródeł ciepła. PAN. Studia z zakresu inżynierii nr 41, Warszawa 1996.
• [3] Chmielnicki W. J.: Regulacja automatyczna urządzeń ciepłowniczych. Poradnik. Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 2006.
• [4] Chmielnicki W. J.:Model of flow-through heat exchanger for heating systems. Arch. Civ. Eng., XLIV, 2, Warszawa 1998.
• [5] Chmielnicki W. J.: Model of transient heat exchange in a heated building. Arch. Civ. Eng., XLVIII, 2, Warszawa 2002.
• [6] Chmielnicki W. J.: Transient heat exchange in heated buildings. Simulation and experimental investigation. Arch. Civ. Eng., XLVIII, 3, Warszawa 2002.
• [7] Crawley D.B. , Lawrie L.K. , Pedersen L.K.: Energy Plus: Energy Simulation Program, ASHRAE Journal, April, 2000, vol. 42. no.4.
• [8] Iserman R.: Identifikation dynamischer Systeme. Springer –Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Tokyo 1988.
• [9] Kaleta M., Toczyłowski E.: Rola informatyki w zwiększaniu efektywności rynku energii. Rynek Energii 2009, nr 1(80).
• [10] Poradnik Recknagel Springer: Ogrzewanie i klimatyzacja, Warszawa 2007.
• [11] Rietschel: Raumklimatechnik, Springer–Verlag, Berlin, New York 2005.
• [12] Siuta-Olcha A., Cholewa T.: Analiza czynników wpływających na koszty ciepła dostarczanego do budynków mieszkalnych wielorodzinnych. Rynek Energii 2009, nr 5(84).
• [13] Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. R. Oldenbourg, München 2008.
• [14] Żukowski M., Gajda Ł.: Analiza wpływu konstrukcji przegrody zewnętrznej na zużycie energii na cele grzewcze przez budynek jednorodzinny. Rynek Energii 2009, nr 5(84).