CC BY
46
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Установлено, что НТК могут применяться во всем диапазоне температур холодильного хранения, используемом в быту - от минус 18 °С до плюс 12 °С, т. е. стать универсальным бытовым холодильным прибором, причем реализация требуемых режимов холодильного хранения может быть достигнута посредством изменения тепловой нагрузки в генераторе АХА. Минимальное энергопотребление универсального АХП в диапазоне температур окружающей среды 10...32 °С и во всем диапазоне температур холодильного хранения достигается в режиме «110-2пот-0», где бпот - номинальная тепловая нагрузка генератора АХА, которая распределяется между основным и компенсационными нагревателями в зависимости от температуры окружающей среды и режима холодиль-
ного хранения. По сравнению с лучшими мировыми аналогами снижение энергопотребления достигает 60 %.
Показано также, что способ управления однокамерным АХП с постоянным подводом тепловой нагрузки и контролем температуры потока на выходе подъемного участка дефлегматора позволяет снизить энергопотребление до 20 %, по сравнению с традиционным двухпозиционным.
Энергосберегающие разработки внедрены в серийной и опытной продукции Васильковского завода холодильников.
© Мартынюк А. О., Редунов Г. М., Титлов А. С., 2011
УДК 621.325.5
А. О. Нагиев, М. Ю. Хайцен, Е. В. Кулаков Руководитель - Н. Г. Измайлова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ФАЗЗИ-ЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ КОНДИЦИОНИРОВАНИЕМ И ВЕНТИЛЯЦИЕЙ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ
Рассматривается применение фаззи-логического управления кондиционированием и вентиляцией для создания и поддержания комфортных условий с учетом индивидуальных потребностей человека.
Исследованиям, связанным с определением и поддержанием комфортного микроклимата (термодинамических параметров и газового состава воздушной среды) в обитаемых помещениях, посвящены многочисленные работы. П. О. Фангер [2] впервые аналитически описал индивидуальные ощущения теплового комфорта, представив их в виде зависимости, связывающей температуру, относительную влажность, подвижность воздуха, радиационную температуру, а также другие факторы (степень активности человека, его одежду, возраст и т. д.).
Человеческий организм способен адаптироваться к изменяющимся микроклиматическим условиям воздушной среды, однако диапазон ее термодинамических параметров, в котором человек чувствует себя комфортно, ограничен. В то же время не существует четких границ ощущения комфорта, так как оно определяется как объективными, так и субъективными факторами. Поэтому приводимые в стандартах по микроклимату численные значения параметров воздушной среды являются приблизительными при оценках состояния комфорта.
Поддержание стандартных значений температуры Т, относительной влажности ф и подвижности воздуха V, ориентированных на потребности «среднего» человека, не может полностью учесть и обеспечить индивидуальные запросы потребителей кондиционируемого воздуха. Функции системы управления обычно сводятся к стабилизации значений температуры, относительной влажности и подвижности воздуха в обитаемых помещениях. Однако такая стабилизация приводит к сенсорному голоду периферийной нервной системы человека, привыкшего к изменяющимся
условиям среды, что отрицательно сказывается на его самочувствии и, как следствие, на производительности труда.
К факторам, влияющим на ощущение человеком комфорта в помещении, относится помимо термодинамических параметров воздушной среды также и газовый состав воздуха, а именно наличие в нем диоксида углерода (СО2), оксида углерода (СО), а также вредных запахов (Od). Газовый состав особенно важен в зимний сезон года, когда возможности естественной вентиляции ограниченны.
Исходя из существующих санитарных норм для обитаемых помещений, установлены следующие рекомендуемые диапазоны изменения параметров воздушной среды: температура 19...21 °С; относительная влажность 45-60 %; подвижность воздуха 0,15...0,3 м/с.
Такие диапазоны возможных изменений параметров принадлежат к основным нечетким множествам значений лингвистических переменных: температура, относительная влажность, подвижность воздуха. Эти нечеткие множества могут быть применены при разработке системы управления установкой кондиционирования воздуха на базе фаззи-логического контроллера. Сама же концепция «нечеткой логики» (fuzzy-logic) обусловлена применением нечетких понятий типа «холодно», «жарко», «комфортно» и т. д. Управление кондиционированием воздуха согласно «нечеткому методу» основывается на использовании параметров PMV(Predicted mean vote, в нашем случае -ожидаемая величина теплового комфорта).
В блоке фаззификации (см. рисунок) четкие входные величины е, de/dt преобразуются в нечеткие еф, de/dt - фаззифицируются.
Секция «Моделирование физико-механических и тепловых процессов»
е еФ
de/di1 Фаззификация Л'фМ База правил "ф » Деф аззификаци я
В блоке базы правил нечеткие входные переменные регулятора преобразуются в нечеткую выходную переменную и в соответствии с выбранными правилами управления системой. В блоке де-фаззификации полученная в базе правил нечеткая выходная переменная приводится к четкости - пересчитывается в четкое число, являющееся выходом регулятора и [1].
В процессе проведенных исследований для решения задач управления тепловым комфортом была разработана логико-лингвистическая модель, в которой сформулированы лингвистические требования к изменениям теплового комфорта. Человек как звено в системе фаззи-логического управления является одновременно и теплогенератором, и интеллектуальным датчиком. Он субъективно воспринимает состояние воздушной среды, отмечая свои ощущения в виде термов в лингвистической форме: «тепло», «комфортно», «холодно», «влажно», «сухо» и т. д.
Человек в соответствии с индивидуальным ощущением и в зависимости от степени отклонения от субъективной величины теплового комфорта формулирует в лингвистической форме свои потребности в виде базы нечетких правил.
Таким образом, индивидуальные требования человека к тепловому комфорту, газовому составу воздушной среды в обитаемом помещении реализуются в
простой и надежной системе фаззи-логического управления.
Такое управление обеспечивает:
- плавный перепад температуры и относительной влажности воздуха;
- поддержание допустимой скорости потока воздуха;
- требуемый газовый состав в помещении;
- выбор оптимального режима работы установки комфортного кондиционирования воздуха;
- экономию энергии на 20 %;
- использование небольшого требуемого числа датчиков;
- минимальное время выхода на заданный режим.
Библиографические ссылки
1. Вычужанин В. В. Повышение эффективности эксплуатации судовой системы комфортного кондиционирования воздуха при переменных нагрузках : моногр. Одесса : ОНМУ, 2009.
2. Fanger P. O. Calculation of thermal comfort introduction of basic comfort equation // ASHRAE. 1967. Trans. 73, II.
© Нагиев А. О., Хайцен М. Ю., Кулаков Е. В., Измайлова Н. Г., 2011
УДК 621.56
Е. А. Осадчук, О. А. Романовский, Р. Н. Проць Научный руководитель - А. С. Титлов Одесская национальная академия пищевых технологий, Одесса, Украина
СРАВНЕНИЕ ХОЛОДИЛЬНИКОВ ПО СТЕПЕНИ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Рассматриваются критерии техногенного воздействия на окружающую среду систем холодильной техники. Приводится сравнительный анализ абсорбционных и компрессионных систем для современных моделей мирового уровня.
В последние годы общепризнанными критериями техногенного воздействия на окружающую среду систем холодильной техники являются потенциал глобального потепления и потенциал разрушения озонового слоя, соответственно, вЖР и ОБР. При анализе, наряду с ограничениями по ОБР, рассматриваются ограничения по их влиянию на парниковый эффект. Учет прямого и косвенного вкладов осуществляется при помощи критерия полного эквивалента глобального потепления) - ТЕ"Ш:
ТЕШ1 = [(GWP)х Ьп] + [(0№Р)х т1(1 -ак)] +
+ [(в№Р)п т2 ] + пЕр, (1)
где )х - параметры хладагента - рабочего тела;
('GWP )п - параметры хладагента - вспенивателя теплоизоляции; Ь - масса утечек хладагента при эксплуатации, кг; п - установленный срок эксплуатации (для бытовой холодильной техники - 10 лет ); ть т2 -масса хладагента, соответственно, рабочего тела и вспенивателя теплоизоляции, кг; ан - коэффициент
возврата использованного холодильного оборудования (в странах ЕЭС составляет 0,75, в странах СНГ равен нулю); Е - годовое потребление электрической энергии при эксплуатации бытового холодильного прибора, кВт-ч/год; р - масса СО2, выделяющаяся при производстве 1 кВт-ч электроэнергии на электростанциях, кгСО2/ кВт-ч.
Первое слагаемое в формуле (1) учитывает утечки
