Control of Heat Exchanger with Variable Heat Transfer Surface Area
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
82 2
Ultima descărcare din IBN:
2019-07-22 12:27
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.577:697.7 (1)
Energie pneumatică, mașini și scule. Refrigerare (27)
Instalaţii de încălzire, ventilare și aer condiționat în construcții (23)
SM ISO690:2012
ШИТ, М.Л.; ПАЦЮК, В.И.; ЖУРАВЛЕВ, А.А.; БУРЧИУ, В.И.; ТИМЧЕНКО, Д.В.. Control of Heat Exchanger with Variable Heat Transfer Surface Area. In: Problemele Energeticii Regionale. 2019, nr. 1(39), pp. 90-101. ISSN 1857-0070.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF
BibTeX
DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1(39) / 2019 / ISSN 1857-0070

Control of Heat Exchanger with Variable Heat Transfer Surface Area

Dirijarea schimbătorului de căldură cu suparafața variabilă de schimb de căldură

Управление теплообменным аппаратом с переменной площадью поверхности теплообмена


CZU: 621.577:697.7
DOI: 10.5281/zenodo.2650427
Pag. 90-101

Шит М.Л., Пацюк В.И., Журавлев А.А., Бурчиу В.И., Тимченко Д.В.
 
Институт энергетики
 
Disponibil în IBN: 30 aprilie 2019


Rezumat

The work deals with the development of a control system for heat exchangers with variable surface area of heat transfer, used, in particular, for heat pumps intended primarily for heat supply systems using the high-quality law of regulation of the heat supply mode (with a constant flow rate of the heat carrier). The aim of the work is to develop a scheme for the control of a heat exchanger with a variable surface area of heat exchange in which main dis-turbances will be compensated: i.e. the temperature of the heat carrier, heat carrier’s flowrates, and changes in the thermophysical parameters of the heat carriers. This goal has been achieved using a custom PID controller in the contour of control of the drive of the mov-ing heat-insulating insert. To solve this problem, we obtained the equations of the statics of the heat exchanger with regard to the adjustable insert, the dynamic model of the heat ex-changer taking into account this insert. The novelty of the work is control laws of an adjusta-ble heat-conducting insert between the primary and secondary coolants of the heat exchanger, which allow compensating the main disturbances, which influence the heat exchanger. A method has been developed for solving differential-integral equations of heat exchanger stat-ics with an insert (HEI), which allowed analytically expressing the ratio of average integral heat carrier temperatures in a heat exchanger depending on the heat exchanger length, which allows building a control system for a heat exchanger with a variable heat exchange surface area.

Lucrarea este consacrată elaborării unui sistem de dirijare cu schimbătoarele de căldură cu suprafață variabilă a zonei de transfer de căldură, destinate, în particular, pentru pompe de căldură, utilizate, în primul rând, pentru sistemele de alimentare cu căldură, care utilizează legea calitativă de reglare a regimului de alimentare cu energie termică (cu un debit constant a agentului termic). Scopul lucrării este elaborarea schemei unui sistem de dirijare cu schimbătorul de căldură cu suprafață variabilă a zonei de transfer de căldură, în care se realizează compensarea perturbațiilor: după temperatura agentului termic, după debitul agenţelor termici, după modificările parametrilor termofizici ale agenţilor termici. Acest scop este realizat datorită utilizării unui controler PID reglabil în conturul unui insertor reglabil al schimbătorului de căldură. Manșonul intermediar se deplasează datorită utilizârii, spre exemplu, a unui mecanism pas cu pas electric. Pentru realizarea problemei, au fost obținute ecuațiile statice ale schimbătorului de căldură cu luarea în consideraţie a insertorului reglabil, modelul dinamic al schimbătorului de căldură cu luarea în consideraţie a insertorului termoizolant. Noutatea lucrării constă în propunerea de a utiliza insertorul conductiv de căldură reglabil între agenţii termici primar și secundar ale schimbătorului de căldură, care poate compensa perturbația de la modificarea debitului agenţilor termici, fluctuațiile temperaturii la intrările agenţilor termici în regim static și dinamic, precum și modificările ratei de curgere a agenţilor termici cu utilizarea legilor simple de dirijare, modelul dinamic al schimbătorului de căldură cu insertorul conductiv de căldură, sistemul de dirijare cu schimbătoarele de căldură cu suprafață variabilă de schimb de căldură.

Работа посвящена разработке системы управления теплообменниками с переменной площадью поверхности теплообмена, предназначенных, в частности, для тепловых насосов предназначенных, в основном, для систем теплоснабжения использующих качественный закон регулирования режима подачи теплоты (с постоянным расходом теплоносителя). Целью работы является разработка схемы системы управления теплообменником с переменной площадью поверхности теплообмена, в которой производится компенсация возмущений: по температуре греющего теплоносителя, по расходам теплоносителей, по изменениям теплофизических параметров теплоносителей. Поставленная цель достигается за счет использования настраиваемого ПИД регулятора в цепи привода регулируемой вставки теплообменника. Промежуточная гильза перемещается за счет использования, например, электрического шагового привода. Для решения поставленной задачи были получены уравнения статики теплообменного аппарата с учетом регулируемой вставки, динамическая модель теплообменника с учетом теплоизолирующей вставки. Новизной работы является предложение использовать регулируемую теплопроводящую вставку между первичным и вторичным теплоносителями теплообменного аппарата, что позволяет компенсировать возмущения от изменения расходов теплоносителей, колебаний температур на входах теплоносителей в статике и в динамике, а также изменений расходов теплоносителей с использованием простых законов управления, динамическая модель теплообменника с теплопроводящей вставкой, система управления теплообменников с изменяемой поверхностью теплообмена. Разработана методика решения дифференциально-интегральных уравнений статики теплообменника со вставкой (ТОВ), позволившая аналитически выразить отношение среднеинтегральных значений температур теплоносителей в теплообменнике в зависимости от длины теплообменника, что позволяет построить систему управления теплообменником с переменной площадью поверхности теплообмена. Рассмотрены для системы управления: с ПИД-регулятором, и ПИД-регулятором и последовательно включенным с ним корректирующим звеном. Данные структурные схемы являются базой для построения современных структур систему управления ТОВ, например, с прогнозирующей моделью

Cuvinte-cheie
heat exchanger, variable heat transfer surface, Control system, mathematic model, heat pump.,

schimbătorul de căldură, suprafața variabilă de schimb de căldură, sistemul de diriajre, modelul matematic, diriajre.,

теплообменник, переменная площадь поверхности теплообмена, система управления, математическая модель, тепловой насос.