Автоматизация комплекса центрального кондиционирования воздуха дорожного центра управления перевозками

2.5 Расчет регулирующего клапана секции 1-го подогрева

Дано: среда: вода, 105ºС, статическое давление в точке присоединения

600 кПа, DРнасоса = 11 кПа, DРтеплообменника = 0.5 кПа, DРтрубопровода = 3кПа,

номинальный расход Qном = 9.19 м3/ч:

DРнасоса = DРтеплообменника + DРтрубопровода + DРклапана = 11 кПа (2.1)

DРклапана = DРнасоса - DРтеплообменника + DРтрубопр

овода =

= 11 - 0.5 - 3 = 7.5 кПа (0.075) бар (2.2)

м3/ч (2.3)

Из серийно производимого ряда Кv выберем ближайшее Кvs значение, т.е. Кvs = 40. Этому значению соответствует диаметр в свету DN 50. Выберем клапан PN 16 из бронзы:

RV 102 ELB 35 11 16 140 50.

Клапан имеет линейную расходную характеристику, присоединительные размеры - G 2″, оснащается электроприводом SQX 62.

2.6 Определение действительной гидравлической потери выбранного клапана при полном открытии.

(2.4)

3. Характеристика управляемого объекта

3.1 Системный анализ технологического комплекса

Рис.3.1 Структура приточно-вытяжной установки

Установка, как объект автоматического управления характеризуется следующими параметрами:

входные:

Qв - расход воздуха

tв - температура воздуха

jв - относительная влажность воздуха

qв - механические примеси в воздухе

Sр - положение гликолевого клапана

S1 - положение клапана первого подогрева

Sх - положение клапана хладоносителя

S2 - положение клапана второго подогрева

tх - температура хладоносителя

tвв - температура вытяжного воздуха

DРт - перепад теплоносителя в теплоснабжающей сети

tт - температура теплоносителя

tов - температура орошающей воды

выходные:

t1п - температура воды на выходе из теплообменника первого подогрева

Qп - расход приточного воздуха

tп - температура приточного воздуха

jп - относительная влажность приточного воздуха

qп - механические примеси в приточном воздухе

t2п - температура воды на выходе из теплообменника второго подогрева

tпр - температура вытяжного воздуха после рекуператора

К возмущающим воздействиям следует отнести tх, tвв, DРт, tт, tов. К управляющим - Sр, S1, Sх, S2.

К1/В3 является системой с постоянным расходом. Расход воздуха меняется лишь в значительном промежутке времени в связи с загрязненностью фильтров, зависящей от степени запыленности воздуха qв. Температура хладоносителя также является стабильным параметром, она стабилизируется автоматикой холодильного центра и ее колебания незначительны.

Температура и относительная влажность уличного воздуха подвержены лишь суточным и сезонным колебаниям, которые по времени значительно превосходят время переходных процессов в установке. Поэтому считаются постоянными при учете времени выхода установки в установившийся режим (до 20 мин).

Температура вытяжного воздуха перед рекуператором влияет на температуру гликолевого раствора в контуре рекуперации.

Основными каналами управления являются:

положение клапана контура рекуперации - температура вытяжного воздуха;

положение водяного клапана первого подогрева - влажность приточного воздуха;

положение клапана хладоносителя - температура приточного воздуха;

положение водяного клапана второго подогрева - температура приточного воздуха.

Статические и динамические характеристики элементов комплекса

Все элементы установки приточно-вытяжной вентиляции можно разбить на группы: вентиляторы, поверхностные теплообменники, оросительная камера, воздуховоды.

В системах с постоянным расходом вентиляторы не оказывают на параметры приточного/вытяжного воздуха иного влияния, кроме повышения температуры на 1-2 ºС. Статическая характеристика будет иметь следующий вид:

(3.1)

Рис.3.2 Статические характеристики теплообменников по каналам:

а) "расход теплоносителя - температура воздуха";

б) "температура теплоносителя - температура воздуха".

Рис.3.3 Кривые разгона установки по каналам "положение клапана - температура воздуха", "положение клапана - температура обратной воды"

На рис.3.3 показаны кривые разгона установки по каналам "положение клапана - температура воздуха", "положение клапана - температура обратной воды".

Как видно из графиков теплообменник можно представить как апериодическое звено 1-го порядка с запаздыванием:

(3.2)

Рис.3.4 Характеристика воздуховода, как объекта управления:

а) переходный процесс изменения температуры;

б) передаточная функция.

При скачкообразном изменении tвх в начале воздуховода на выходе температура спустя время τз изменится небольшим скачком, а затем плавно приблизится к установившемуся значению.

Таким образом, передаточная функция имеет вид:

(3.3)

Сложность процессов тепло - массообмена в оросительных камерах затрудняет получение их однозначных динамических и статических характеристик, причем у разных исследователей отличаются не только расчетные зависимости для оценки коэффициентов передачи и постоянных времени, но и виды передаточных функций. Наиболее наглядной интерпретацией динамических процессов, происходящих в оросительной камере, является ее представление в виде двух звеньев. Первое звено - дождевое пространство оросительной камеры, то есть объем, где размещены форсунки и происходит тепло - массообмен. Его можно считать усилительным звеном с переменным коэффициентом передачи, зависящим от начальных параметров воздуха и воды, выбранного канала управления и т.д., то есть нелинейным звеном. второе звено - поддон - может быть представлено апериодическим звеном с постоянной времени Тп = Vп * ρw/Gw, где Vп - объем поддона. В зависимости от условий работы динамические характеристики могут приближаться либо к апериодическому (в изоэнтальпическом процессе), либо к усилительному (в политропном процессе) звеньям.

Передаточная функция оросительной камеры при управлением изменением температуры воздуха может быть представлена в виде:

(3.4)

3.2 Структурная и параметрическая идентификация технологического комплекса

Под структурной идентификацией технологического объекта (комплекса) или отдельных элементов понимают выбор или определение алгоритмической структуры математической модели объекта, комплекса или элемента на основании анализа связей входных и выходных параметров объекта, оценки влияния входных параметров на выходные и выделения из множества входных и выходных параметров наиболее значимых.

 Скачать реферат