О постоянной времени зданий и фильтровании “возмущающей” температуры


tnv_RC.pngSeries_RC_capacitor_voltage.png


  • Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – 7-е изд. стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 475 с.: ил.
  • “Для каждого здания коэффициент аккумуляции β – постоянная величина.
    β – это период времени, в течение которого при выключенном отоплении разность между внутренней температурой в здании и наружной температурой изменяется в e = 2,72 раза.
    Использование теплоаккумулирующей способности зданий позволяет проводить регулирование отпуска теплоты на отопление не по текущей температуре наружного воздуха, а по средней наружной температуре за некоторый период с соответствующим сдвигом времени”.
    “Измерение температуры наружного воздуха производится инерционным термометром сопротивления”.

  • Зингер Н.М. и др. Повышение эффективности работы тепловых пунктов. 1990
  • “Постоянные времени зданий составляют от 54 до 140 часов”.



    Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок

    “6.2.59. Температура воды в подающей линии водяной тепловой сети в соответствии с утверждённым для системы теплоснабжения графиком задаётся по усреднённой температуре наружного воздуха за промежуток времени в пределах 12–24 ч, определяемый диспетчером тепловой сети в зависимости от длины сетей, климатических условий и других факторов”.


    “В системах централизованного теплоснабжения, где температуру сетевой воды на теплоисточнике изменяют по усреднённой температуре наружного воздуха за период 6–12 ч и более, автоматические регуляторы отопления в ЦТП и ИТП необходимо оборудовать устройствами, обеспечивающими аналогичное усреднение температуры наружного воздуха, в частности инерционным датчиком температуры. Так как указанная температура сетевой воды не соответствует текущей наружной температуре, имеющей суточные колебания (например, в Москве до 10–15°С),то регулирование отопления в ЦТП (ИТП) по текущей наружной температуре может привести к недоотпуску теплоты зданиям”.


    Участник A.R. Отправлено 29.3.2011, 8:39
    “В феврале в один прекрасный день произошло резкое повышение температуры наружного воздуха, повлекшее за собой массовые жалобы на недотопы. Кто-то обратил внимание на то, что жалобы в массовом порядке идут от домов оборудованных регуляторами Danfoss, а от домов с TAC – жалобы единичные. Начали разбираться. Причину установили быстро. Я уже сообщал, что время демпфирования наружной температуры у TAC по умолчанию – 4 часа. У Danfoss такого параметра в меню вообще не было...”


    Участник tiptop Отправлено 17.11.2018, 11:39
    “...Интересно опробовать вариант попроще.
    Повысить тепловую инерцию уличного “термометра” не увеличением его массы, а явным понижением теплопроводности: обмотать его пенофолом, например”.


  • Об эффективности «погодозависимой» автоматики для систем автономного теплоснабжения малой мощности. Торопов А.Л. (журнал С.О.К. №6, 2021, стр. 32–35)

  • tnv_D-zatuhanie.png


  • Диаграмма, которая построена мною в Excel по результатам расчёта работы RC-цепочки, интегрирующей периодический сигнал одной амплитуды:

  • tnv_RC_integr_(sinus).png

    В этом примере постоянная времени равна десяти или по-другому “1,25 периода” (применительно к суткам это было бы 30 часов). Сглаженный сигнал изображает сиреневая линия. Затухание амплитуды – около 12. Пики сглаженного сигнала находятся в местах пересечения кривых. С увеличением постоянной времени происходит смещение этих точек вправо: сдвиг по фазе стремится к четверти периода, кривая сиреневая линия становится всё более похожа на прямую.
    Excel показал, что затухание амплитуды температуры наружного воздуха численно близко постоянной времени, используемой для фильтрации этой температуры. В частности, ввод постоянной времени “1,6 часа” задаёт затухание 1,7 (как у стены “минваты 10 см”). При этом фильтр “RC” производит также сдвиг сигнала по фазе на 1,3 часа. Для оценки своевременности компенсации теплопотерь следует к сдвигу фильтра прибавить транспортную задержку: например, от пика сигнала на выходе фильтра до последующего пика температуры наружной поверхности отопительного прибора. Расчётная величина запаздывания температурных колебаний у рассматриваемой стены – 1,8 часа.
    Как я уже писал, “электрический” сдвиг ограничен четвертью периода, то есть шестью часами. А ведь известно, что в зданиях со средней и высокой тепловой инерцией время прохождения тепловой волны через стену может намного превышать эту величину. Например, при D=6,5 расчётное запаздывание температурных колебаний – 17 часов. Тем не менее, я думаю, что не стоит дополнять такой фильтр каким-то “блоком запаздывания”. Одна из причин этого состоит в том, что при больших постоянных времени фазовый сдвиг или задержка уже не имеют особого значения из-за значительного затухания амплитуды.

  • В заключение я попробовал воспроизвести сименсовскую диаграмму с результирующей “gedämpfte Außentemperatur”:

  • tnv,TAged.png

    По своему виду моя линия сглаженной температуры несколько отличается, но затухание такое же – 5,3:

    tnv_RC_integr_(TAged).png

    (постоянная времени фильтра – 4,35 часа).


    the Peace of "I",

    Вячеслав Штренёв


    На этом же сайте:
    Расчёты в Excel
    Контроллер каскадного управления котлами “теплоконтроллер Теба”

    Из технического описания “теплоконтроллера Теба”:
    Ориентировочные величины постоянной времени сглаживания для tнв
    (настройка в позиции “c”)
    Стена Постоянная времени сглаживания для tнв
    Минваты 10 см 1 ч
    Древесины сосны 10 см 4 ч
    Кирпичная кладка в полтора кирпича 48 ч