Modele existente de modelari ale sistemelor termice pentru cladiri

Extras din referat Cum descarc?

Diferite abordari pentru modelarea fluxului de caldura intr-o cladire pot fi gasite in literatura ,cum ar fi metoda nodului Lumped, metoda elementului finit sau metoda diferentei finite si metoda factorului de raspuns la impuls. Cea din urma metoda are o problema de acuratete si nu este potrivita pentru simulari dinamice ale instalatiilor unde pasul de simulare este in mod necesar scazut. Cea de-a doua si cea de-a treia metoda sunt corecte, dar sunt foarte complexe si necesita mai multe resurse de calcul.
Metoda nodului Lumped este cea mai simpla si necesita mai putin timp de calcul. In ea, elementele de constructie sunt defalcate in elemente de temperatura uniforme pentru care se poate exprima o energie de chilibru. 
Prima incercare a raspunsului termic a fost facuta de Lorenz si Masy care au pus baza estimarii parametrilor analitici . 
Apoi, Gouda impreuna cu partenerii sai au propus o metoda de optimizare utilizand constrangerile pentru modelarea spatiului unei camere bazate pe capacitantele Lumped. Utilizand aceasta metoda optimizata, acestia au modelat o camera pentru a analiza raspunsul sistemului de control al sistemul HVAC. Cu toate acestea, nu au fost obtinute prea multe detalii despre aportul solar prin ferestre .
Sukla si Jenkins au folosit metoda nodului Lumped pentru a modela o casa luand in considerare pierderile de caldura si capacitatea termica, insa nu este inclusa in model influenta altor factori, cum ar fi radiatia solara si ventilatia.
De asemenea, exista doua tipuri de sisteme de climatizare centrale: tipul de centrare a aerului conditionat si tipul de apa racita a instalatiilor centrale de aer conditionat. In sistemul DX, aerul utilizat pentru racirea camerei sau a spatiului este trecut direct peste bobina de racire a instalatiei de refrigerare. In cazul sistemului de apa racita, sistemul de refrigerare este utilizat pentru a raci mai intai apa, care este apoi folosita pentru a raci aerul folosit pentru racirea incaperilor sau spatiilor.
A. Modelul cladirii
Metoda nodului Lumped este utilizata pentru modelarea cladirii. In aceasta metoda, elementele sunt defalcate in elemente care au temperatura uniforma si despre care poate fi exprimata o balanta energetica. Metoda parametrului Lumped de ordin 2 optimizata propusa de Gouda este folosita ca model termic al cladirii. Acest model poate fi un perete, o podea sau acoperis format din n straturi.
Un element de constructie este format din mai multe straturi din diferite materiale si grosimi, fiecare strat avand propriile sale proprietati cum ar fi : conductivitatea termica, capacitatea termica specifica si densitatea. In acest model, un element de constructie, indiferent de numarul de straturi, este reprezentat de trei rezistente termice Lumped (R1, R2, R3) si doua capacitati termice(C1, C2) :
Unde : R1, R2 si R3 - fractiuni ale rezistentei totale RT 
C1 si C2 - fractiuni ale capacitatii totale CT pentru elementul de constructie
To si Ti -temperatura peretelui exterior, respectiv interior al camerei (atunci cand reprezentam un perete interior, To reprezinta temperatura peretelui camerei adiacente )
Spatiul cladirii este modelat de doua ecuatii de ordinul intai care reprezinta umiditatea si temperatura aerului din incapere, iar ventilatia este calculata utilizand o ecuatie dezvoltata de catre Biroul National de Standarde din SUA.
B. Modelul radiatiei solare
Castigul solar este principala contributie pentru castigul de caldura intr-o casa. El reduce necesitatile sistemului de incalzire. Totusi, castigurile variaza in functie de schimbarea luminii solare. Castigul solar se face in principal prin ferestrele. Radiatiile solare afecteaza de asemenea suprafata exterioara a locuintei,cum ar fi peretii si acoperisul, incalzindu-le si reducand astfel rata pierderilor de caldura. 
Modelul radiatiei solare prezentat de Underwood si Yik ofera o estimare a radiatiei solare totale de pe o suprafata inclinata. Acest model reprezinta combinatia a doua submodele in care, primul submodel estimeaza fractiunea difuza si directa din radiatia solara orizontala, in timp ce al doilea submodel utilizeaza aceste valori pentru a determina radiatia solara incidenta pe suprafata cladirii. Presupunerea facuta este ca cerul si radiatia reflectata in sol sunt izotropice si suprafata nu este umbrita.
C. Modelul sistemului de incalzire
Cea mai intalnita metoda in prezent de incalzire a cladirii este prin emitere de apa fierbinte controlata prin supape. Apa calda furnizata de la centrala este livrata la o temperatura constanta si supapa controleaza debitul de apa, care este aplicat la calorifer pentru a produce incalzirea. Pentru emitatorul de apa calda este folosit un model general de ordinul trei pentru a reprezenta un schimbator de caldura si conexiunea lui cu apa : 
Unde: Cw = capacitatea totala termica (include materialul caloriferului si apa)
K = coeficientul transferului total de caldura al emitatorului
n = indicele de transfer de caldura.


Fisiere in arhiva (1):

  • Modele existente de modelari ale sistemelor termice pentru cladiri.docx

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Bibliografie

S.Deng, W.Chen, Z.Li -  "Capacity Control of a DX VAV System and Its Modeling"
S. Karmacharya , G. Putrus , C. Underwood , K. Markamov - Thermal modelling of the building and its HVAC system using Matlab/Simulink


Promoție: 1+1 gratis

După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site.Vezi detalii.


Descarcă aceast referat cu doar 4 € (1+1 gratis)

Simplu și rapid în doar 2 pași: completezi adresa de email și plătești. După descărcarea primului referat vei primi prin email un alt cod pentru a descărca orice alt referat.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:


* Prețul este fără TVA.

Hopa sus!