Способ управления режимом работы системы обогрева комплектного распределительного устройства Советский патент 1992 года по МПК H02B13/25 

W

Ё

Сущность изобретения: Способ заключается в том, что по измеренным значениям температуры и влажности воздуха определяют разность температур поверхности изолятора и температуры точки росы, С учетом работы системы обогрева определяют расчетную разность температуры поверхности изолятора и точки росы и сравнивая расчетные значения с измеренными, находят время работы системы обогрева, при котором расчетная разность указанных температур превысит действительную. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к комплектным распределительным устройствам (КРУ) и может быть использовано при управлении системами обогрева.

Известен способ управления системой обогрева КРУ путем измерения влажности и температуры воздуха внутри него и включения в зависимости отуказанных параметров нагревателей. Недостатком способа является низкая надежность КРУ и излишний расход электроэнергии на обогрев.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления режимом работы системы обогрева КРУ, заключающийся в измерении температуры и относительной влажности воздуха внутри него, определении разности температур повеохности изолятора и точки росы, скорости измерения разности указанных температур, вычислении прогнозируемой разности температур.

Нагреватели включаются, если прогнозируемая разность температур достигает отрицательного значения. Этот способ предполагает включение нагревателей за 25 мин до прогнозируемого момента выпадения росы на изоляторе и работу нагревателей в течение не менее 25 мин при медленном изменении и разности температур точки росы и поверхности изолятора. Время прогноза и время работы нагревателей сильно зависит от размеров шкафа КРУН, его конструктивных особенностей, мощности нагревательных элементов. Усрьднение этого времени для одних КРУ приводит к излишнему расходу электроэнергии на обогрев, а для других снижает надежность их работы, что является недостатком известного способа. Время прогноза и время работы системы обогрева должно определяться автоматически и в зависимости от динамики изменения

VI

CJ

4

oi

м

параметров микроклимата, размеров КРУ, мощности нагревателей и др. условий.

Целью изобретения является повышение надежности работы КРУ и уменьшение расхода электроэнергии.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 - блок-схема алгоритма управления системой обогрева КРУ.

Структурная схема устройства, реализу- ющего предлагаемый способ, содержит датчики температуры 1 и относительной влажности воздуха 2 в КРУ, температуры поверхности 3 изолятора, аналоговый коммутатор 4, аналого-цифровой преобразова- тель 5, центральный процессор 6, оперативное запоминающее устройство 7, постоянное запоминающее устройство 8 и устройство выходных цепей 9 с испольни- тельным органом на управление работой нагревателей.

Блок-схема алгоритма управления системой обогрева КРУ содержит следующие основные блоки: ввода значений контролируемых параметров 10 (температур воздуха и поверхности изолятора, относительной влажности воздуха); сравнения температуры воздуха и изолятора 11; определения точки росы 12; вычисления разности температур изолятора и точки росы 13; сравнения предыдущего и последующего значений указанной разности 14; отключения системы обогрева 15; определения времени прогноза 16; вычисления расчетной температуры воздуха 17 и его влажности 18 внутри КРУ; определения расчетной температуры поверхности изолятора 19; определения расчетного значения точки росы 20; нахождения расчетной разности температур точки росы и поверхности изолятора 21; сравнения расчетной и действительной разности температур изолятора и точки росы, полученных на основании измерений, 22; определения скорости изменения разности температур 23; определения расчетного па- раметра 24; сравнения значения расчетного параметра с нулем 25; включения системы обогрева 26.

Способ осуществляется следующим об- разом.

От датчиков 1, 2, 3 в устройство через равные интервалы времени Дт (3...5 мин) вводятся значения температуры и влажности воздуха в КРУ tB и температуры повер- хности изолятора хи (блок 10). Если температура воздуха хв превышает температуру изолятора хи (блок 11), то на основании измеренной температуры и относительной

влажности воздуха определяют точку росы tp (блок 12) по выражению

tp

(b + хь) +a tb a b - In p(b + tb)

где (p,l& относительная влажность и температура воздуха в КРУ;

a, b - постоянные коэффициенты.

После каждого измерения вычисляют разность температур Ati (блок 13) поверхности изолятора (измеренной) и точки росы (вычисленной). Сравнивают текущее значение этой разности с предыдущей (блок 14). Если эта разность убывает, то моделируется процесс изменения параметров микроклимата и температуры поверхности изолятора при предполагаемом включении системы обогрева на время Дт. По выражениям, приведенным ниже, вычисляют значения температуры воздуха 1в(т) и его влажности р(т) температуры поверхности изолятора хи (т) и расчетное значение точки росы Хр (т) (блоки 17...20)

хв(т) тв+% (1-е

з. 7иГ

)

где Хв - начальное значение температуры воздуха внутри шкафа КРУ (измеренное); Онэ - мощность нагревательных элементов; Ср, д- удельные теплоемкость и плотность воздуха; Уш - обьег, шкафа КРУН; Z - параметр, зависящий от коэффициента теп- лопередачи шкафа КРУ, площади поверхности шкафа КРУ и его объема, кратности воздухообмена, удельных теплоемкости и плотности воздуха. Зависимость получена на основании теплового баланса КРУ.

(р ( г ) 9,9 + 0,88 рь+4,92 - 4,75 хв,

где (рь и хв начальные (измеренные) влажность и температура воздуха внутри КРУН. Зависимость получена из диаграммы состояния влажного воздуха.

Хи(г)Хи(1-С) + Схв (т)

где Хи начальное (измеренное) значение температуры поверхности изолятора; С - коэффициент, зависящий от безразмерного теплотехнического параметра Bi. Выражение получено при решении краевой задачи для уравнения теплопроводности.

Определяют расчетную разность температур At (г) между вычисленными значениями поверхности изолятора и расчетным значениемточки росы (блок 21). Сравнивают

расчетную разность температур с разностью температур Дтк полученной на основании измерений (блок 21). Если Atj At (т), то включение обогрева на время Дтбыло бы неэффективно, так как возможность увлажнения изоляторов при работе обогрева не устраняется. Поэтому время обогрева увеличивается Ат 2 (блок 16). И все операции в блоках 17...22 повторяются, но уже в предположении, что система обогрева работает больше времени. Этот цикл повторяется до тех пор, пока не будет выполняться условие At, At (т) , что свидетельствует об эффективности предполагаемой работы обогрева в течение времени Ат К.которое и есть искомое время работы системы обогрева т0 используемое для вычисления расчетного параметра (блок 24).

В блоке 23 определяется скорость изменения разности температур по выражению

Дъ - Ati -

Дт

В блоке 24 вычисляют расчетный параметр Atp

Atp Ati-rVi -т

Если расчетный параметр становится меньше нуля (блок 25), т.е. через время т на изоляторе выпадает роса, то система обогрева включается (блок 26). Отключение системы обогрева происходит, если разность температур поверхности изолятора и точки росы возрастает (блоки 14, 15).

Предложенный способ позволяет автоматически вычислять время работы системы обогрева, необходимое и достаточное для предотвращения выпадения росы на изоляции КРУ. Способ реализуется аппаратноп- рограммным путем в устройстве со встроенной микропроцессорной системой. Формула изобретения Способ управления режимом работы системы обогрева комплектного распределительного устройства, согласно которому через равные интервалы времени измеряют температуру и относительную влажность воздуха внутри него;температуру поверхности изолятора, на основании измеренной температуры и относительной влажности воздуха определяют точку росы, вычисляют разность температур поверхности изолятора и точки росы, находят скорости измерения указанной разности, вычисляют произведение скорости изменения разности температур и времени работы системы обогрева, суммируют это произведение с разностью температур поверхности изолятора и точки росы, и включают систему обогрева при достижении указанной суммой отрицательного значения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности работы и уменьшения расхода электроэнергии, дополнительно после каждого измерения температуры и относительной влажности воздуха, температуры поверхности изолятора и определения точки росы сравнивают текущее значение разности

температур поверхности изолятора и точки росы с предыдущим, при убывании этой разности вычисляют с учетом конструктивных параметров устройства и системы обогрева температуру и относительную влажность

воздуха, температуру поверхности изолятора с включенной системой обогрева через промежутки времени, кратные интервалу измерений, на основании вычисленных температур и относительной влажности воздуха вычисляют расчетное значение точки росы, находят расчетную разность температур поверхности изолятора и точки росы, при этом ведут вычисления до того времени, пока расчетная разность температур поверхности изолятора и точки росы не превысит разность температур поверхности изолятора и точки росы, полученных на основании измерений, причем время, при котором выполняется это условие, является временем

работы системы обогрева.

I

N3