Вариант имитационного моделирования технологического объекта в Simulink/Simscape
Ключевые слова:
индивидуальный тепловой пункт, Simscape, моделирование, кожухотрубчатый теплообменник, отопление, кондиционированиеАннотация
В настоящее время важной задачей является обеспечение энергоэффективного управления тепловым режимом зданий. Решение вышеназванной задачи предполагает разработку математических и имитационных моделей тепловых режимов зданий и систем теплоснабжения. Важным этапом является определение оптимальных параметров тепловых режимов зданий и технологических установок. Для определения параметров возможно применение имитационных моделей, реализованных, в частности, с применением программного пакета Simulink/Simscape. В системах теплоснабжения применяются автоматизированные индивидуальные тепловые пункты (ИТП). В состав ИТП входят теплообменники, насосы, регуляторы, системы автоматизации. Приведена схема ИТП, которая может быть зависимой или независимой. Также здания могут быть снабжены системами отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК, HVAC). ОВК представляет собой комплекс технологий, направленных на поддержание определенных параметров воздуха (температуры, влажности, химического состава) внутри помещений, а также салонов автомобилей (климат-контроль). Показан пример моделирования потока влажного воздуха в системе HVAC транспортного средства с применением Simulink/Simscape. Для решения задачи энергоэффективности на действующих технологических установках осуществляется модернизация существующей системы теплоснабжения. В работе приведен пример технического перевооружения блока стабилизации установки подготовки нефти. В существующую систему включены кожухотрубчатый теплообменник, ИТП, схема автоматизации. Результатом такого оснащения является возможность отказа от котельной и использование энергетических ресурсов технологической установки. В работе приведены расчетные значения температур теплоносителей кожухотрубчатого теплообменника. Автоматизация системы отопления на установке способствует повышению эффективности процесса и позволяет уменьшить нагрузку на операторов.
Библиографические ссылки
Солдатенков А. С., Потапенко А. Н., Глаголев С. Н. Исследование математической модели управления автоматизированным индивидуальным тепловым пунктом с типовыми регуляторами // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. № 1 (2). Том 14. С. 679-684.
Алибекова М. А. Моделирование автоматической регулировки процесса теплообмена // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97).
International Telecommunication Union [Electronic resourse] / Интернет-ресурс. - Режим доступа: https://servicepto.ru/info/chto-takoe-individualnyiy-teplovoy-punkt.
Миронов А. Г. Учёт теплообменных процессов в моделях магистральных нефтепроводов в пакете matlab/simscape // Молодая нефть: сб. статей. Всерос. молодежной науч.-техн. конф. нефтегазовой отрасли / отв. за выпуск О.П. Калякина. 2015.
Борисов И. И., Колюбин С. А. Комплексное моделирование мехатронных систем. Установка Simscape Multibody Link и экспорт моделей САПР. Моделирование захватных устройств. Описание механизма. 2020.
Потапов Н. С., Маслов А. А. Оценка адекватности модели адаптивной системы управления с применением средств математического моделирования // Наука - производству: материалы междунар. науч.-практ. конф. / Мурманский гос. техн. ун-т. Мурманск, 2018. С. 77-84.
Дьяконов В. П. «MATLAB. Полный самоучитель». ДМК Пресс. 2023. 769 с.
Тугашова Л. Г. Моделирование температурного режима системы теплоснабжения зданий // Решение: Материалы Шестой Всероссийской научно-практической конференции, г. Березники, 14 октября 2017 г. Пермь: ПНИПУ, С. 338-340.
Марьясин О. Ю., Колодкина А. С. Управление тепловым режимом зданий с использованием прогнозирующих моделей // Вестник СамГТУ. 2017. № 1 (53). С. 122-132.
Андрийчук В. Н., Соколов В. И., Андрийчук Н. Д. Управление системами отопления, вентиляции и кондиционирования на основе МРС-подхода // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2022. № 5(157). С. 5-13.
