|
|
В пространстве помещения, например
в его обитаемой (или рабочей) зоне, в каждый момент времени т имеется
множество значений регулируемого параметра, например температуры tBl,
влагосодержания dsi, относительной влажности <pBt, подвижности wBl,
концентрации вредного вещества СВ1 и др. Методы оценки отклонений будем
рассматривать на примере температуры воздуха как наиболее характерного
параметра. Все вышеизложенное будет относиться и к другим параметрам.
Исключение в части балансовых уравнений составит относительная влажность
воздуха, формируемая под влиянием источников теплоты и влаги.
Множество значений параметра (поле) является
пространственно- временным, т. е. некоторым образом изменяющимся по
координатам (.х, у, z) и во времени т Пространственное распределение
формируется нагрузкой, в общем случае неравномерной в плане помещения и по
высоте, и системой распределения воздуха в помещении. При идеальном
соответствии нагрузки и расхода воздуха в каждом Элементарном объеме можно
реализовать максимальную равномерность поля параметра. При неравномерных источниках
теплоты (в плане) весьма перспективны так называемые интегральные потолки,
как сочетание разных по типу, конструкции и расходу воздуха устройств
распределения воздуха. Мощные сосредоточенные источники теплоты компенсируют
локальной подачей больших расходов приточного воздуха. Наоборот, более мелкие
и равномерные источники теплоты компенсируют рассредоточенной подачей
воздуха.
Временное изменение температуры определяется изменением
тепловой нагрузки как возмущающего воздействия и управляющими воздействиями в
системе регулирования. При отсутствии САР в системах малой производительности
и в режимах, когда в системе автоматического регулирования управляющие
воздействия исчерпаны (при наружных параметрах в области летних и зимних
нарушений), временное изменение температуры обусловлено возмуща
ющими воздействиями (нагрузкой, температурой ^наР) и
является > самопроизвольным (нерегулируемым).
Рассмотрим возможные методы оценки пространственного поля
параметра (температуры). Один из них, основанный на аналитическом описании
движения воздуха в помещении и локальных тепловых балансах, отличается
большой сложностью. В то же время для оценки характерных температур (средней
в рабочей зоне, уходящего) он с успехом применяется ВНИИОТ для совместного
расчета воздухообмена и воздухораспределения.
Другой метод сводится к описанию плоского поля на
некоторой отметке изолиниями (например, изотермами). Такие линии по
результатам замеров для некоторого помещения показаны на 2.2. Такой способ
изображения основан на эксперименте и отличается наглядностью и возможностью
связать полученные результаты с физическими представлениями и сравнить
ожидаемую и реальную картины явления. Измерения Параметра производят в
равноотстоящих точках объема (точнее, выбранной плоскости) помещения. Число
точек измерения определяется рядом факторов: нестационарностью нагрузок,
режимом работы, числом средств замера и др. Минимальное число точек зависит
еще от размеров помещения, желаемой точности и составляет 30—50. На плане
помещения с нанесенными изолиниями ( 2.2) легко оценить диапазон изменения
параметра, характер изолиний, места экстремумов, местоположение средних
значений параметров. Можно связать распределение параметра с местопоюжением
источников (теплоты), расположением мест подачи и удаления воздуха,
характером струй. Например, на 2.2 очертание изотерм можно объяснить
относительной равномерностью источников и приточными струями, оси которых
определяют местоположение точек с минимальными температурами. Если картина
изолиний в разных режимах работы технологического оборудования меняется мало,
то на ее основе можно указать места размещения Датчиков (первичных
преобразователей) в точках средней темпера- Туры. Выбор мест их размещения
вызывает большие сложности при практической автоматизации систем и связан с
известной .неравномерностью распределения параметра в пространстве. Метод
изолиний Не дает возможности вычислить среднее значение и неравномерность
параметра.
Третий метод — статистический, основан на замеренном
множестве значений параметра без привязок к местам измерения. При таком
подходе взамен наглядности и связи с физическими представлениями о причинах
неравномерности реализуется численный резуль- "Тат как характеристика
поля. При таком подходе распределение Параметра характеризуют статистической
гистограммой ( 2.3). На ее горизонтальной оси откладывается значение
параметра, например температуры tB, через выбранные, желательно равные
интервалы, например = 0,5 °С. На вертикальной оси откладывают An/AzfB —
отношение числа точек с температурой в заданном интервале к величине
интервала. Желательно, чтобы число интервалов было не очень мало, например не
меньше 8—10. Гистограмма имеет вид ступенчатой линии ( 2.3). При ее
сглаживании, т. е. устремлении величины интервала к нулю, а числа интервалов
к бесконечности, функция плотности распределения dn/dtB может быть описана
тем или иным законом.
Эксперименты показали, что распределение может быть более
сложным, например двухмодальным, логарифмически-нормальным и пр. Так, в
помещениях малой высоты приточные струи не успевают затухнуть до обитаемой
зоны и в части точек объема наблюдается понижение температуры и повышение
подвижности. Пример такого распределения с двумя модами поясняет линия 2 на
2.3. Модой показывают значение аргумента, при котором плотность распределения
максимальна. Заштрихованная часть под кривой 2 вызвана точками замера,
попавшими в зону действия приточной струи. Остальная (кроме заштрихованной)
часть кривой близка к нормальному распределению.
При любом законе распределения его характеризуют средним
значением параметра и стандартом, определяемым по формулам (2.2) и (2.3), а
также другими величинами. При нормальном законе распределения удается связать
процент точек и величину отклонения через fB. ср и ot. Так, в 2/3 всех точек
(объема) отклонение темпера
туры не превышает ±аг, а в 95 % всех точек отклонение не
более ztz2of Ha основе статических представлений об оценке неравномерности
поля появляется принципиальная возможность нормировать допустимые отклонения.
Отличие температуры в случайной точке помещения от средней
может достигать нескольких градусов. Неравномерность температуры в поперечном
сечении центральных кондиционеров и приточных вентиляционных камер составляет
в некоторых режимах десятки градусов. Поэтому если первичный преобразователь
установлен без учета пространственной неравномерности, то в системе будет
поддерживаться «не то» значение регулируемого параметра, не среднее, а
завышенное или заниженное.
|