Авторами представлена двухконтурная система автоматического управления воздушным отоплением. В отопительно-вентиляционной системе приточный воздух поступает от центральной вентиляционной установки при его постоянной температуре. Регулирование расхода приточного воздуха осуществляется специальным терминалом, а дополнительное изменение его температуры производится в теплообменном аппарате. Рабочие процессы, протекающие в системе, отражены функциональной схемой. В статье разработана линейная математическая модель отопительно-вентиляционной системы, на основании которой построена структурная схема двухконтурной системы автоматического управления воздушным отоплением. В системе управления предусмотрены общем случае различные регуляторы расхода и температуры приточного воздуха. Для моделирования системы в среде Симулинк разработана блок-диаграмма. Блок-диаграмма предусматривает моделирование системы автоматического управления при различных воздействиях и их комбинации. Выполнен расчет переходного процесса в двухконтурной системе автоматического управления при скачке заданной температуры в обслуживаемом помещении. В представленном примере расчета для контура регулирования расхода приточного воздуха использован регулятор на основе прогнозирующей модели, а в контуре регулирования температуры приточного воздуха пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор. Результат расчета сопоставлен с переходной характеристикой объекта управления. Разработанная математическая модель, структурная схема и блок-диаграмма для моделирования в среде Симулинк позволяют исследовать процессы и качество регулирования аэротермодинамических характеристик двухконтурной системы автоматического управления воздушным отоплением. Рациональным сочетанием регуляторов расхода приточного воздуха и его температуры при оптимальной настройке их параметров, можно улучшить показатели качества регулирования системы автоматического управления воздушным отоплением и, как следствие, обеспечить повышение эффективности отопительно-вентиляционной системы.
The authors presented the two-circuit automatic control system for air heating. In the heating-ventilating system, the supply air comes from the central ventilation unit at its constant temperature. Regulation of the supply air flow is carried out by the special terminal, and additional change of its temperature is made in the heat exchanger. The work processes taking place in the system are reflected on the functional scheme. The article develops the linear mathematical model of the heating-ventilating system, on the basis of which the structural scheme for the two-circuit automatic air heating control system has been constructed. In the control system, in general, various controllers for the flow rate and temperature of the supply air are provided. The block-diagram has been developed to simulate the system in the Simulink environment. The block-diagram provides simulation of the automatic control system under various influences and their combinations. The calculation of the transient process in the two-circuit automatic control system is performed when the given temperature jumps in the serviced room. In the presented calculation example, the controller based on a predictive model is used for the supply air flow control circuit, and the proportional-integral-differentiating controller for the temperature control circuit. The calculation result is compared with the transient characteristic of control object. The developed mathematical model, structural scheme and block-diagrams for simulation in the Simulink environment allow us to study the regulation processes and regulation quality of aerothermodynamic characteristics for the two-circuit automatic air heating control system. By a rational combination of controllers for supply air flow and its temperature, with optimal adjustment of their parameters, it is possible to improve the regulation quality indicators of the automatic air heating control system and, as a result, to ensure an increase in the efficiency of the heating-ventilating system.