Алгоритм охлаждения/нагрева приточной установки, вентиляция частного дома Опции

[Mitya78]

Имеется частный дом, необходимо запрограммировать охлаждение/нагрев воздуха в приточной установке.
Охлаждение - теплоноситель от чиллера, на приточке регулируем открытием клапана (аналоговое управление).
По нагреву аналогично от котельной.
Чиллер и котельная работают круглый год, из работы не выводятся. Картинка климата по местности прилагается.

В помещениях заказчик предполагает поддерживать температуру 18-19 градусов.
В комнатах индивидуально регулируется температура фанкойлами (только охлаждение) и тёплыми полами.

Из-за того что днём может быть жарко даже зимой, а ночью температура будет падать, то нередка ситуация, что в одни и те же сутки надо и греть и охлаждать воздух.
Поэтому думаю, что режимы "зима-лето" неактуальны, надо просто по необходимости регулировать.

Вот у меня и вопрос по алгоритму, как его придумать - пытаться поддерживать какую-то постоянную температуру на выходе из приточки, например 19 градусов?
И соответственно, открывать/закрывать клапана нагрева/охлаждения?

А уже дальше по комнатам подстраивать под заданные полами и фанкойлами.

Буду благодарен за любые мысли.

Сообщение отредактировал Mitya78 - 13.9.2023, 12:37

[Mitya78]

Имеется частный дом, необходимо запрограммировать охлаждение/нагрев воздуха в приточной установке.
Охлаждение - теплоноситель от чиллера, на приточке регулируем открытием клапана (аналоговое управление).
По нагреву аналогично от котельной.
Чиллер и котельная работают круглый год, из работы не выводятся. Картинка климата по местности прилагается.

В помещениях заказчик предполагает поддерживать температуру 18-19 градусов.
В комнатах индивидуально регулируется температура фанкойлами (только охлаждение) и тёплыми полами.

Из-за того что днём может быть жарко даже зимой, а ночью температура будет падать, то нередка ситуация, что в одни и те же сутки надо и греть и охлаждать воздух.
Поэтому думаю, что режимы "зима-лето" неактуальны, надо просто по необходимости регулировать.

Вот у меня и вопрос по алгоритму, как его придумать - пытаться поддерживать какую-то постоянную температуру на выходе из приточки, например 19 градусов?
И соответственно, открывать/закрывать клапана нагрева/охлаждения?

А уже дальше по комнатам подстраивать под заданные полами и фанкойлами.

Буду благодарен за любые мысли.

Сообщение отредактировал Mitya78 - 13.9.2023, 12:37

[AI 155]

Сначала выяснить - а чем поддерживается температура воздуха в помещении ?

Если не вентиляцией. то и не парится-поддерживать Т притока.

[jota]

Во-первых, разберитесь с температурами. Комфортная температура: зимой 21-22*С в жилых и 19*-20*С в спальных; летом 24-26*С в жилых; 21-22*С в спальных. Если летом, при температурах на улице выше 30*С, в помещениях будет 19*С, то ощущение неприемлемого холода обеспечено. Кроме того, с большой вероятностью начнуться простудные заболевания.
Тёплыми полами не сможете оперативно регулировать Т пом - у тёплых полов очень большая инерция.
Самое оперативное регулирование - фанкойлами. Поэтому, чтобы небыло путаницы, я бы все остальные парамерры держал постоянными, а регулировку Тпом оставил на фанкойлы.
Н.п..: подача воздуха 18*-19*С; тепературу поверхности пола 22*-24*С, остальное - фанкойлами.
Одновременная работа котла на отопление и чиллера на охлаждение мне кажется нелогичным. Если уже так приспичило, то реверсивный чиллер (тепловой насос) или чиллер с теплообменником вода-вода на высокой температуре, чтобы автоматически переключать режимы нагрева-охлаждения.

[Mitya78]

Температура это пожелание заказчика. Сейчас уточнил, 20 градусов после приточки.

Фанкойлы работают только на охлаждение.

Что котёл, что чиллер и так будут в работе круглогодично. Чиллер уже стоит, он на охлаждение.

[jota]

Я Вам не давал советов, я написал как делал бы я.

[Сергей А. Ефремо...]

Сложного здесь ничего нет, необходим "дирижёр" "оркестра" - контроллер, который будет управлять климатом, вам необходимо будет освоить каскадное ПИ-регулирование, тогда температура притока будет соответствовать, в определённом диапазоне, заданной температуре или среднему значению заданных температур по помещениям для ассимиляции теплопритоков или компенсации теплопотерь, а тёплые полы и фанкойлы будут уже в роли доводчиков. Но так как охлаждать или греть вентиляцией не очень выгодно с точки зрения эксплуатационных расходов, особенно прямотоком, то в данной концепции могут присутствовать различные вариации на тему контроля уровня CO2 с целью обеспечения экономии ресурсов необходимых на нагрев или охлаждения воздуха. Но если какие-то помещения необходимо охлаждать, а воздух на улице прохладный, то это бесплатно.

Из практики, лично я бы такой объект программировал примерно 2 года, 4 месяца - запуск в эксплуатацию с готовностью 85%, а затем, оставшиеся 20 месяцев, вместе с заказчиком в процессе затачивали бы оставшиеся 15% под его предпочтения, где по-теплее, где по-прохладнее, всё это можно делать удалённо, обновляя периодически прошивку контроллера. Имея вентиляцию, тёплый пол и фанкойлы можно реализовать какие угодно сценарии управления климатом, прям вообще любые, которые не противоречат здравому смыслу и законам физики!

[AI 155]

Интересны оптимальные алгоритмы регулирования.

[Сергей А. Ефремо...]

Интересны оптимальные алгоритмы регулирования.

Каскадное ПИ регулирование.

Это когда один ПИ регулятор рассчитывает уставку другого ПИ регулятора, например по температуре воздуха в помещении определяется температура воздуха в канале.

Сообщение отредактировал Сергей А. Ефремов - 15.9.2023, 8:20

[AI 155]

Каскадное ПИ регулирование.

Это когда один ПИ регулятор рассчитывает уставку другого ПИ регулятора, например по температуре воздуха в помещении определяется температура воздуха в канале.

Надо знать вес каждого из трех источников тепла/холода и один общий регулятор для всех (по хорошему и для котельной с чиллером) и местные регуляторы для каждого источника. Отдельных доступных регуляторов , кроме вентиляции так понимаю нет, т.е. идея оптимального регулирования не осуществима.

Имея вентиляцию, тёплый пол и фанкойлы можно реализовать какие угодно сценарии управления климатом, прям вообще любые, которые не противоречат здравому смыслу и законам физики!

Любые то любые, а какие будут оптимальные ?
Надо чтобы математически обосновано было и чтоб с энергосбережением, т.е многокритериальная оптимизация. Предполагаю, что потребуется нейросеть.

Сообщение отредактировал AI 155 - 15.9.2023, 9:17

[Сергей А. Ефремо...]

Надо чтобы математически обосновано было и чтоб
с энергосбережением. Предполагаю, что потребуется нейросеть.


Надо знать вес каждого из трех источников тепла/холода и один общий регулятор для всех и местные регуляторами для каждого источника. Отдельных доступных регуляторов , кроме вентиляции так понимаю нет, т.е. идея оптимального регулирования не осуществима.

Я с самого начала написал, что дня данной задачи необходим один общий контроллер, который будет решать что, как и в какой момент должно работать. При наличие одного общего контроллера можно организовать работу всех источников тепла и холода в единое целое, при отсутствии контроллера этим будет заниматься пользователь в ручном режиме и это абсолютно очевидно. )))

[AI 155]

Чтобы написать программу надо знать оптимальные алгоритмы управления всей этой конструкцыей.
Каскадным ПИ регулятором так думаю не обойтись. Математики все таки в этой задаче больше чем железа.

[Сергей А. Ефремо...]

Нейросеть здесь примитивная до безобразия, всё то, что предлагается делать пользователю в ручном режиме можно обучить контроллер делать автоматически, и пользователь вам сам скажет что ему необходимо, главное чтобы система изначально подразумевала возможность управления.

Если у вас тёплый пол изначально не имеет возможности зонального регулирования - ни одна нейросеть не решит вам эту задачу, ибо рождённый ползать летать не может.

Основной алгоритм управления это именно каскадный ПИ-регулятор, но если изначально нет исполнительного устройства, которым можно управлять и обратной связи в виде сигнала от датчиков температуры, то и управлять собственно нечем... Постановка задачи управления в данном случае абсурдна, это как печь блины на коробке из под обуви или играть на сковороде, делая вид, что это гитара. Пофантазировать можно и дети часто этим занимаются, но в реальности сковорода это не гитара, а коробка из под обуви - это не плита.

[AI 155]

Не все так однозначно
Каскадный регулятор в приточке будет конкурировать с регулятором фанкойла или теплого пола.
Т.е. для приточки ТС лучше просто поддерживать Т притока без каскадного регулирования.

главное чтобы система изначально подразумевала возможность управления.

С этим никто не спорит.

Сообщение отредактировал AI 155 - 15.9.2023, 10:08

[Lex]

Любые то любые, а какие будут оптимальные ?

В данном вопросе (как он задан автором темы) надо слушать технологов (ОВшников).
jota предложил алгоритм.
Я бы ему и следовал.
Возможно, с добавлением "автоматических" штучек, где уместно - коррекции уставки, мин. макс. ограничений, взаимных блокировок и т.п.

[Сергей А. Ефремо...]

Не все так однозначно
Каскадный регулятор в приточке будет конкурировать с регулятором фанкойла или теплого пола.
Т.е. для приточки ТС лучше просто поддерживать Т притока без каскадного регулирования.


С этим никто не спорит.

Фанкойл - это доводчик, если управление с одного контроллера, то почему он должен конкурировать с проточкой, что ему контроллер скажет, то он и будет делать, скажет конкурировать с приточной - будет конкурировать, не скажет - не будет.

[AI 155]

Фанкойл - это доводчик, если управление с одного контроллера, то почему он должен конкурировать с проточкой, что ему контроллер скажет, то он и будет делать, скажет конкурировать с приточной - будет конкурировать, не скажет - не будет.

Согласен, если с одного и то не факт.

В данном вопросе (как он задан автором темы) надо слушать технологов (ОВшников).
jota предложил алгоритм.
Я бы ему и следовал.
Возможно, с добавлением "автоматических" штучек, где уместно - коррекции уставки, мин. макс. ограничений, взаимных блокировок и т.п.

Речь об оптимальном алгоритме, математически обоснованным.

Сообщение отредактировал AI 155 - 15.9.2023, 11:06

[Сергей А. Ефремо...]

Согласен, если с одного и то не факт.

Если автоматчик тех.шизой не страдает, то факт, всё зависит от количества информации, поступающей в контроллер и количества исполнительных устройств, которые могут чем либо управлять. Если у вас есть только датчик в канале после калорифера и автоматически управлять вы можете только трёхходовым клапаном приточки, то это резко упрощает процесс определения и разработки оптимальных алгоритмов управления. ))))))

[AI 155]

Например, приточка с каскадным управлением по датчику помещения и фанкойл с собственными датчиками и все эта конструкция будет отрабатывать по Твоздуха в помещении влияя друг на друга . соответственно температуры приточки и фанкойла стабильными не будут, хотя и задание температуры общее.

[Сергей А. Ефремо...]

Например, приточка с каскадным управлением по датчику помещения и фанкойл с собственными датчиками и все эта конструкция будет отрабатывать по Твоздуха в помещении влияя друг на друга . соответственно температуры приточки и фанкойла стабильными не будут, хотя и задание температуры общее.

От перемены мест слагаемых сумма не меняется, если фанкойл работает по гистерезису, то при условии, что приточка имеет потенциал охладить помещение, фанкойл в этом случае работать не будет, так как каскадный ПИ-регулятор работает непрерывно, а гистерезис циклично.

Сообщение отредактировал Сергей А. Ефремов - 15.9.2023, 12:10

[AI 155]

Если задание общее, то и датчик Твоздуха д.б. общий. тогда более/менее синхронно отрабатывать будут и то не факт, т.к. постоянные времени железа разные.

[Сергей А. Ефремо...]

Если задание общее, то и датчик Твоздуха д.б. общий. тогда более/менее синхронно отрабатывать будут и то не факт, т.к. постоянные времени железа разные.

От перемены мест слагаемых сумма не меняется, если датчик общий, то ПИ перетянет на себя управление в конечном итоге, а если датчики разные, и кто в лес, кто по дрова, то и в этом случае никакой разницы нет, потому что абсолютно не принципиально, если у вас в какой то момент времени в левом кармане штанов лежит тысяча, а в правом пять, а через десять минут, в правом кармане лежит две тысячи, а в левом четыре.

Вы определитесь сначала с вашей системой и её комплектацией, а потом уже алгоритмы выдумывайте.

[AI 155]

Такие вещи желательно сразу знать, когда уже вся система есть, поздно будет.
Работоспособный без приключений способ это поддержание Тпритока без каскадов с пи и прочего .

Сообщение отредактировал AI 155 - 15.9.2023, 13:01

[Сергей А. Ефремо...]

Такие вещи желательно сразу знать, когда уже вся система есть, поздно будет.
Работоспособный без приключений способ это поддержание Тпритока без каскадов с пи и прочего .

Ну да, я тоже думаю, что карбюратор надёжнее инжектора.