МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМУ ФАНКОЙЛА

Анотація

Фанкойли широко використовуються у системах опалення та кондиціювання як в житлових будівлях, так і комерційних приміщеннях. У роботі розглядається питання створення математичної моделі фанкойла для використання в системах контролю, побудови цифрових двійників тощо. Розробка моделей компонентів інженерних систем будівлі сприяє впровадженню складніших алгоритмів керування та аналітики для узгодження роботи обладнання і, в результаті, підвищенню енергоефективності систем, можливості дослідження динаміки систем тощо. В роботі використано систему рівнянь теплового балансу для теплоносія, повітря та стінок теплообмінника, що дозволяє моделювати роботу системи в перехідних режимах. Значну увагу було приділено розрахунку параметрів теплоносія та повітря, що включає питому теплоємність, коефіцієнти тепловіддачі, теплопровідності води та повітря, коефіцієнти кінематичної в'язкості, густина тощо. Було запропоновано використання динамічного обчислення характеристик теплоносія та повітря, реалізовано алгоритм із застосуванням мови програмування Python та бібліотек CoolProp, SciPy, NumPy та представлено результати моделювання. Для оцінки ефективності запропонованих рішень виконано порівняльний аналіз результатів моделювання для системи з постійними значеннями параметрів теплоносія та повітря, визначеними за усередненими початковими значеннями вхідних та вихідних параметрів моделі, порівняно з системо з динамічним розрахунком. На кінець досліджено динаміку впливу зовнішніх факторів на результати моделювання та представлено аналіз впливу вхідних змінних моделі на вихідні значення температури через неявні зв'язки в розрахунках параметрів, що характеризують теплоносій та повітря у фанкойлі. За результатами порівняння було оцінено відхилення у результатах моделювання досліджуваних моделей для розрахованого значення теплової потужності зі сторони повітря в абсолютних і відносних одиницях.