ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Тітієвський Володимир Ілліч

УДК 697.34; 697.4

СИНХРОННИЙ ТЕМПЕРАТУРНИЙ МОНІТОРИНГ ОПАЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ ТА ПРИМІЩЕНЬ ЩО ОПАЛЮЮТЬСЯ

05.23.03 - вентиляція, освітлення та теплогазопостачання

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Макіївка - 2002

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Донбаській державній академії будівництва і архітектури Міністер-ства освіти і науки України

Науковий керівник:

доктор технічних наук Шелудченко Володимир Ілліч, Донбаська державна академія будівництва і архітектури, професор кафедри "Теплотехніка, теплогазопостачання і вентиляція"

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Строй Анатолій Федорович, завідувач кафедри теплогазопостачання і вентиляції Полтавського технічного університета ім. Ю.Кондратюка

кандидат технічних наук Пашков Валерій Федорович, доцент кафедри "Міське будівництво та господарство" Донбаської державної академії будівництва і архітектури

Провідна установа:

Харківська державна академія міського господарства Міністерства освіти і науки України (кафедра експлуата-ції газових та теплових мереж)

Захист відбудеться 4 липня 2002 року об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д12.085.01 Донбаської державної академії будівництва і архітектури за адресою: 86123, Донецька обл., м. Макіївка, вул. Державіна, 2, 1 навчальний корпус, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донбаської державної академії будівництва і архітектури (86123, Донецька обл., м. Макіївка, вул. Державіна, 2).

Автореферат розісланий 3 червня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, к.т.н., доцент Югов А.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Основна частка енерговитрат у житлово-кому-нальній сфері припадає на опалення і гаряче водопостачання. Одним із шляхів зниження енерговитрат є технічне удосконалювання систем теп-лопостачання. У процесі пошуку оптимальних систем теплопостачання добре проглядаються дві тенденції: перехід від централізованого до децен-тралізованого одержання і розподілу тепла, як більш гнучкого і економіч-ного, і перехід до систем із зворотним зв'язком, коли проводиться безпе-рервний моніторинг температури опалюваних приміщень і є можливість оперативно реагувати на ситуацію в автоматичному режимі. Ці системи все частіше використовують комп'ютерні технології збору й обробки даних. При цьому облік і обробка інформації не викликають утруднень, а проблема збору великої кількості достовірної інформації і доставки її до комп'ютера часто залишається невирішеною. Насамперед це відноситься до випадків, коли потрібно знати температуру у великому числі точок реального об'єкта, та ще з прив'язкою до реального часу. Крім того, при пуску в експлуатацію нових опалювальних систем або після реконструкції старих виникає потреба експериментально перевірити їх працездатність і відповідність розрахунковим параметрам.

У зв'язку з цим актуальною є розробка надійних і ефективних спо-собів температурного моніторингу опалювальних систем і опалюваних приміщень. Такі способи повинні легко забезпечувати реєстрацію темпера-тури будь-якої точки об'єкта що обстежується, мати перешкодозахищені канали зв'язку з комп'ютером, бути простими в експлуатації. Усе це при-пускає використання телеметричних датчиків, що перетворюють темпера-туру в цифровий код і передають його в лінію зв'язку. При одночасній роботі великої кількості датчиків, щоб уникнути ускладнення комуніка-ційного каналу, вони повинні ідентифікувати себе в системі і уміти вико-нувати призначені для них команди комп'ютера, тобто володіти деяким інтелектом. Застосування інтелектуальних датчиків температури, а також новітніх технологій збору, переносу і збереження даних - однопровідної MicroLAN і безпровідної iButton - до потреб теплопостачання дозволить істотно спростити процес температурного моніторингу розглянутих об'єк-тів і зробити його більш информативним і достовірним. Дотепер подібні розробки були відсутні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основні дослідження теоретичного і прикладного характеру виконувались в межах держбюджетної науково-дослідної теми К3-08-01 "Розробка і удосконалення екологічних процесів утилізації теплоти та використання нетрадиційних джерел енергії" (№№ держ. реєстрації 0102U002850) та госпдоговірної науково-дослідної теми 102-01 "Экотер" "Дослідження тем-пературного режиму житлових будинків в умовах обмежених постачань природного газу" (№№ держ. реєстрації 0102U002851) за програмою "Дон-бас-2020".

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка методу температурного моніторингу опалюваних приміщень та оцінки ефективності роботи опалювальних систем на базі автономних котелень, побудованого на використанні інтелектуальних датчиків температури.

Для досягнення поставленої мети вирішувались наступні задачі:

·

· здійснення температурного моніторингу на об'єктах різного призначен-ня, обладнаних автономними котельнями, з використанням технологій MicroLAN та iButton;

· дослідження характеру взаємозв'язку між породжувальними і дочірніми тепловими процесами по часових залежностях температури;

· розробка кількісних методів аналізу температурно-часових залежностей і їхніх спектрів для характеристики опалюваних приміщень і опалюваль-них систем;

· розробка технологічної інструкції для тестування температурних режи-мів приміщень і опалювальних систем на основі автономних котелень з використанням технології iButton.

Об'єкт дослідження - житлові, цивільні і виробничі приміщення, опалювальні системи на основі автономних котелень.

Предмет дослідження - закономірності зміни температурних харак-теристик опалювальних систем і опалюваних приміщень.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

·

·

· встановлено параметри первинної статистичної обробки вихідних температурно-часових залежностей (граничний період згладжування, часове запізнювання еволюцій дочірнього теплового процесу стосовно еволюцій породжувального), врахування яких дозволяє виключити вплив побічних процесів і підвищити достовірність одержуваних результатів.

Практичне значення одержаних результатів:

·

· запропоновано метод і розроблена технологічна інструкція для екс-пресного тестування температурних режимів приміщень і опалюваль-них систем на основі автономних котелень;

· на базі технології MicroLAN створені технологічні основи для реа-лізації комплексної системи керування температурним режимом у приміщеннях;

· запропоновано метод аудита температурного режиму гарячого водо-постачання і опалення житлового фонду;

· результати дисертаційної роботи впроваджені на об'єктах ВАТ "До-нецькоблгаз", у Донецькому ботанічному саду НАН України, викори-стовуються в навчальному процесі (ДДАБА, ДНТУ).

Особистий внесок здобувача. Виконані в співавторстві досліджен-ня, що вміщені в дисертації, проведені при особистій участі автора на всіх етапах роботи. Здобувачем сформульована постановка задач, розроблені експериментальні методики і програмне забезпечення, здійснений темпе-ратурний моніторинг розглянутих об'єктів. Аналіз результатів, підготовка публікацій, доповідей, заявок на винаходи, впровадження результатів ро-боти здійснені у творчій співдружності з колегами.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисерта-ційної роботи доповідалися на VII Міжнародній науково-технічній конфе-ренції "Машинобудування і техносфера на рубежі XXI століття" (Сева-стополь, 2000р.), на Міжнародній науково-технічній конференції "Тепло. Теплий дім 2000" (Київ, 2000р.), на 15-й щорічній Міжнародній науково-технічній конференції "Прогресивні технології в машинобудуванні" (Оде-са, 2000р.), на Регіональній науково-практичній конференції "Екологія і безпека життєдіяльності: інноваційні процеси в науці, технологіях і освіті" (Макіївка, 2001р.), на 1-й Міжнародній науковій конференції "Раціональне використання природних ресурсів. Проблеми екології, енергозбереження, економіки, освіти та інформації в умовах ринкових відносин" (Черкаси, 2001р.), на 9-му Міжнародному семінарі-виставці "Сучасні методи і засоби неруйнівного контролю і технічної діагностики" (Ялта, 2001р.), на науко-во-практичній конференції "Донбас-2020: охорона довкілля та екологічна безпека" (Донецьк, 2001р.).

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи викладено у 2 монографіях, 3 статтях у наукових журналах, 5 статтях у збірниках наукових праць, 3 статтях і 3 тезах у матеріалах конференцій.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку літературних джерел і двох додатків. Повний обсяг дисертації складає 175 сторінок. Дисертація містить 121 сторінку машинописного тексту, 46 рисунків, 22 таблиці, 165 посилань на роботи вітчизняних і закордонних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі освітлений стан проблеми й обґрунтована актуальність те-ми; сформульовані мета і задачі досліджень, наукова новизна і практична цінність одержаних результатів; наведені відомості про апробацію роботи і публікації за темою дисертації.

У першому розділі розглянуті основні тенденції сучасних дослід-жень, спрямованих на організацію раціональної експлуатації будинків і споруджень, зниження енерговитрат на їх теплопостачання. Шляхом аналі-зу літературних джерел (роботи В.М.Богословського, І.М.Карпа, Ю.Я.Кув-шинова, О.М.Сканаві, А.Ф.Строя, В.Ф.Пашкова, А.Я.Ткачука, В.П.Туркі-на, С.А.Чистовича, В.І.Шелудченка та ін.) виділений ряд найбільш ефек-тивних технічних рішень, що пропонуються для зменшення енерговитрат.

Показано, що все більша увага приділяється системам автоматич-ного регулювання із зворотним зв'язком, коли первинні дані про стан мережі теплопостачання і споживаючих тепло об'єктів збираються за допо-могою постійного чи періодичного технічного моніторингу, результати якого по каналах зв'язку передаються на центральний диспетчерський пункт, де приймається рішення про змінення режиму подачі тепла. Обго-ворюються різні способи технічного, у тому числі температурного моніто-рингу і його апаратного забезпечення.

Оскільки температурний режим будинку є одним із ключових екс-плуатаційних параметрів, що забезпечують нормальне його функціону-вання і комфортні умови для людей, які знаходяться в ньому, дуже важ-ливий температурний моніторинг будинку, а також систем його життєді-яльності. Сучасний будинок, як правило, складається з безлічі приміщень різного призначення і з різним режимом експлуатації, тому необхідний моніторинг, що забезпечує вимірювання температури одночасно в багатьох точках.

На підставі критичного огляду наявної науково-технічної інформації зроблений висновок про можливість створення зазначеної системи син-хронного температурного моніторингу, побудованої на застосуванні інте-лектуальних датчиків температури і сучасних технологій обміну даними між датчиками і комп'ютером.

У другому розділі обгрунтовані апаратні засоби, необхідні для ство-рення провідної (MicroLAN) і безпровідної (iButton) систем температур-ного моніторингу й особливості експлуатації інтелектуальних телеметрич-них датчиків температури фірми Dallas Semiconductor, що використову-ються у роботі. Приведено результати оптимізації апаратного і програм-ного інтерфейсу, яку виконано автором з метою збільшення інформаційної ємності мікролокальної мережі (MicroLAN). Дано опис об'єктів дослід-ження, методики тестування опалювальних систем на стійкість до регу-люючих дій і визначення оптимальної функції регулювання температури теплоносія.

Датчики температури являли собою спеціалізовані мікропроцесори, що здійснюють за командою комп'ютера перетворення температури нав-колишнього середовища в цифровий двійковий код і передачу цього коду по однопровідній лінії зв'язку. Кожен датчик мав унікальний серійний номер, що дозволяло на одну лінію підключати велику їх кількість. Діалог датчика з комп'ютером здійснювався після попередньої посилки в лінію зв'язку серійного номера датчика.

У MicroLAN діалог був організований програмно таким чином, що в кожен момент часу комп'ютер "бачив" тільки обмежене число датчиків. Цим досягалося розвантаження мережі і можливість її побудови з великою кількістю датчиків (до 4000).

Основу технології iButton складали автономні термохронні датчики-нагромаджувачі, які вимірювали температуру навколишнього середовища

і записували її значення в захищені області пам'яті. Кожен датчик мав внутрішнє джерело живлення, годинник реального часу, календар і за одну місію міг записувати до 2048 значень температури.

Як об'єкти дослідження обрані будівлі, обладнані автономними ко-тельнями, що включають будинки різного призначення (житлові, цивільні, виробничі), різної поверховості (від одно- до дев'ятиповерхових), з різним типом огороджуючих конструкцій (цегельні, бетонні, скляні). Системи опалення всіх об'єктів працювали за замкнутою схемою з використанням ручного чи автоматичного регулювання температури.

В третьому розділі розглянуте проведення синхронного темпера-турного моніторингу опалювальних систем за допомогою технології iButton. Він виконувався з метою вивчення циркуляції теплоносія, визна-чення величини запізнювання регулюючих дій, стійкості опалювальних систем до глибоких регулюючих дій, знаходження оптимальної функції регулювання. Для цього датчики кріпилися на подавальному і зворотному трубопроводах котельні, радіаторах опалення, північному фасаді опалю-ваного будинку. У такий спосіб досягалася можливість встановлення ха-рактеру зв'язку між температурами подавальної труби і інших елементів системи опалення, а також між температурами зовнішнього повітря і пода-вальної труби.

Якість опалювальної системи оцінювалася по ступеню зкорельова-ності двох зв'язаних теплових процесів - залежності від часу температури подавальної труби і синхронно з нею зареєстрованої залежності від часу температури конкретного радіатора опалення. Чим вище кореляція цих процесів, тим ближче опалювальна система до ідеальної.

Для виключення впливу побічних процесів коефіцієнти регресії і кореляції обчислювалися на основі попередньо згладжених температурно-часових залежностей. Дослідження показали, що згладжування з періодом відсічки в 4 години та ігнорування часових запізнювань при обчисленні коефіцієнта кореляції не приводять до помітного зменшення достовірності результату.

Внаслідок проведеного моніторингу виявлені високочастотні осци-ляції температури на подавальній трубі одного з обстежених об'єктів, які зв'язані з позаштатним режимом роботи автоматики котлів; виявлені ділянки з утрудненою циркуляцією теплоносія; досліджено вплив різних режимів регулювання температури теплоносія - ручних і автоматичних - на температурні режими приміщень.

Оцінити ступінь відрегульованості опалювальної системи дозволяє також спектральний аналіз температурних коливань її ділянок. Кількісною характеристикою є спектральна міра

що визначає, у якім числі гармонік зосереджена основна потужність спектра. Тут fxx(aa) - спектральна щільність; ww - число сумованих гармонік.

Прийнявши як спектральну міру число гармонік, у яких вміщена переважна частина потужності спектра (90%), ми встановили, що число діючих гармонік M у коливаннях зовнішньої температури дорівнює 14. Для відрегульованої системи M завжди менше цього значення, у розре-гульованої - значно перевищує його.

Спектри температурних коливань для елементів порівнюваних опа-лювальних систем приведені на рис.1. Ознакою відрегульованості є добра кореляція спектра подавальної труби зі спектрами всіх радіаторів і зворотної труби, а також мале число діючих гармонік. Для відрегульованої системи - комплексу будинків виробничо-експлуатаційної бази газового господарства м.Шахтарська - величина M дорівнює 6 (на рисунку приве-дений спектр одного радіатора, тому що для інших вони ідентичні). Для розрегульованої системи - оранжереї Донецького ботанічного саду - М дорівнює 23. На рисунку показані спектри радіаторів з полярними значен-нями коефіцієнтів регресії, а також спектр зворотної труби, який слабо корелює зі спектром подавальної труби.

Рис.1. Спектри відрегульованої (Шахтарськ) і розрегульованої (Ботсад) опалювальних систем

Для з'ясування стійкості опалювальної системи до глибоких регулю-ючих дій остання переводилася в режим нульової потужності і витриму-валась у цьому режимі 12 годин. Потім потужність стрибком піднімалася настільки, щоб підвищити температуру теплоносія на 10 градусів, і знову витримувалась 12 годин. Так продовжувалось до виходу опалювальної системи на штатний режим експлуатації. При цьому контролювалися запіз-нювання регулюючих дій у різних точках системи і спектральний склад, тобто схильність до виходу із синхронізму з подавальною трубою.

На рис.2 представлені спектри двох опалювальних систем, які одер-жані в процесі такого експерименту. Видно, що відрегульована система (Шахтарськ), незважаючи на підвищену потужність коливань, усе-таки не вийшла із синхронізму з регулюючими діями, і спектр її ділянок добре корелює зі спектром подавальної труби. Друга система (офіс ВАТ "До-нецькоблгаз") показала повну нестійкість до такого роду дій.

Рис.2. Спектри опалювальних систем при глибоких регулюючих діях

Необхідно відзначити, що високі експлуатаційні якості першої сис-теми досягалися шляхом емпіричного налагодження протягом шести опа-лювальних сезонів. Моніторинг, про який йде мова, значно прискорює цей процес. За одну-дві 14-добових місії з'ясовуються багато неполадок в опа-лювальній системі і знаходиться оптимальна функція регулювання темпе-ратури теплоносія. Така процедура, зокрема, виконана для опалювальної системи 9-поверхового житлового будинку з верхньою подачею теплоносія (рис.3).

Період експерименту тривалістю 14 діб був розбитий на три однако-вих ділянки. На ділянках AB і BC застосовувався пропорційний режим регулювання з різною крутістю передатної функції. На ділянці CD використовувався каскадний режим, коли температура теплоносія стриб-ком змінювалася на 5°°С при проходженні зовнішньою температурою зада-них граничних значень. Для кожної з ділянок стандартним образом обчис-лювалися значення коефіцієнтів кореляції і лінійної регресії, що характе-ризують ступінь зв'язку температури усередині приміщень із зовнішньою температурою. Встановлено, що кореляція внутрішньої і зовнішньої темпе-ратур мінімальна при режимі регулювання (ділянка AB), коли на кожен градус змінення зовнішньої температури припадає в середньому 1.27 гра-дуса змінення температури теплоносія. Найгірші результати для даного об'єкта дає каскадний режим регулювання.

Рис.3. Залежності температури від часу для 9-поверхового житлового будинку: 1 - подавальна труба котельні; 2 - повітря в приміщенні 9-го по-верху; 3 - повітря в приміщенні 1-го поверху; 4 - зовнішнє повітря

Моніторинг на основі автономних датчиків показав себе і як зручний інструмент для аудита температурних режимів гарячого водопостачання й опалення житлового фонду. Запропонований варіант аудита дозволяє швидко і легко одержувати об'єктивну інформацію для усунення кон-фліктів між теплогенеруючою і теплоспоживаючою сторонами й одержав підтримку Донецького обласного товариства споживачів. Він також може бути використаний для формування бази даних розподілу тепла в мас-штабах міської мережі теплопостачання і виявлення об'єктів, що вимага-ють підвищеної уваги.

Результати синхронного температурного моніторингу опалювальних систем з використанням технології iButton узагальнені у відповідній техно-логічній інструкції.

Рис.4. Температурні режими примі-щень ГНС. 1 - адміністративний корпус; 2 - насосно-компресорне відділення (НКВ); 3 - зовнішня тем-пература

В четвертому розділі приведені результати моніторингу опалюва-них приміщень з використанням технології iButton. При обстеженні темпе-ратурних режимів і теплотривкості приміщень датчики розташовувались на внутрішніх перегородках удалині від вікон, дверей і опалювальних при-ладів. Датчик зовнішньої температури - на північному фасаді в місці, недоступному для прямих сонячних променів. Метою цих досліджень було одержання температурно-часових залежностей, подібних приведеним на рис.4 для комплексу будинків макі-ївської газонаповнювальної станції (ГНС).

Суть математичної обробки одержаних залежностей зводилася до пошуку зв'язку між часовими ряда-ми, що характеризують температуру в приміщеннях, і рядом, що характе-ризує зовнішню температуру. Як числові параметри, що описують цей зв'я-зок, обрані коефіцієнти регресії і коефіцієнти кореляції.

За своєю природою зв'язок між змінами температури в приміщенні і змінами зовнішньої температури носить кореляційний характер. У першо-му наближенні він може бути замінений регресійною прямою, тангенс кута нахилу якої чисельно описує ступінь зв'язку між двома тепловими проце-сами. На рис.5 відображені діаграми розсіювання, що зв'язують темпера-тури в згаданих уже приміщеннях ГНС (рис.4) з температурою зовнішньо-го повітря. Регресійним прямим 1 і 2 відповідають коефіцієнти регресії b1=0.095, b2=0.382 і коефіцієнти кореляції R1=0.414, R2=0.848, розраховані стандартним образом.

Оскільки для приміщення з ідеальною теплотривкістю b=0, R=0, лег-ко побачити, що зв'язок між температурою адміністративного корпуса і зовнішньою температурою значно слабкіше, ніж зв'язок температури в НКВ з температурою зовнішнього повітря. Іншими словами, теплотрив-кість приміщення НКВ істотно нижче теплотривкості приміщень адміні-стративного корпуса.

Рис.5. Діаграми розсіювання для приміщень ГНС. 1 - адміністратив-ний корпус; 2 - НКВ

Аналогічний висновок зроб-лений і при розгляді індивідуаль-них гармонічних складових темпе-ратурних коливань зв'язаних тепло-вих процесів що розглядаються. На рис.6 на фоні спектрів для зовніш-ньої температури показані спектри коливань температури в приміщеннях адміністративного корпуса і НКВ. Видно, що у випадку НКВ значна по-тужність гармонік, що складають спектр коливань зовнішньої температу-ри. Зазначені спектри будувалися на основі попередньо згладжених темпе-ратурно-часових залежностей, що дозволило виключити коливання темпе-ратури за рахунок нагрівання технологічного устаткування, а також впли-ву дискретності датчиків.

Рис.6. Спектри коливань темпера-тури для приміщень ГНС

П'ятий розділ присвячений організації оперативного темпера-турного моніторингу на основі од-нопровідної технології MicroLAN. Стаціонарна система температурно-го моніторингу була розроблена і змонтована в одній з оранжерей тропічних рослин Донецького ботанічного саду Національної академії наук України і призначена для фіксування до-бового і сезонного розподілу температури по простору оранжереї. На різ-них етапах досліджень застосовувалися два варіанти мікролокальної мере-жі - з деревоподібною і лінійною топологією. У першому випадку через одну лінію зв'язку здійснювалися діалоги з кожним із датчиків мережі, а комутація гілок проводилася за командою комп'ютера напівпровідникови-ми ключами. В другому - існувала лише одна лінія, що зв'язувала датчики, розташовані на різній висоті уздовж вертикальної осі купола.

Дана система дозволяє за рік здійснювати більш 200 тисяч вимірю-вань, результати яких зберігаються у відповідних файлах і при необхід-ності можуть бути затребувані. Вони представляють значний науковий ін-терес для фахівців, що вивчають особливості розвитку рослин.

Система виконує також контролюючу функцію. При виході темпе-ратури на якій-небудь ділянці оранжереї за граничне значення (+5°°С) вона сповіщає про це звуковим сигналом, що дає можливість ужити своєчасних заходів і уберегти рослини від переохолодження і загибелі. При наявності відповідних можливостей ця система моніторингу легко вбудовується в автоматичну систему підтримки заданого температурного режиму оранже-реї.

На рис.7 як приклад приведений добовий фрагмент панорами пока-зань чотирьох датчиків, розташованих на різній висоті по вертикальній осі купола оранжереї. Видно, що в нижньому ярусі, зайнятому рослинами, існує помітний температурний градієнт, у верхньому ярусі він відсутній. Цей факт мав місце протягом усього періоду спостережень і зв'язаний із впливом крон рослин на температуру навколишнього повітря і її розподіл у просторі.

Рис.7. Добовий фрагмент розподі-лу температури в просторі оранже-реї тропічних рослин

Досвід використання методу синхронного температурного моніторин-гу показав його високу інформативність і ефективність. На основі резуль-татів проведених досліджень розроблена технологічна інструкція щодо його використання, видані рекомендації щодо поліпшення опалювальних систем на досліджуваних об'єктах.

ВИСНОВКИ

1. Розроблений новий метод температурного моніторингу приміщень та опалювальних систем базується на сучасних технологіях збору, пере-носу і збереження інформації - однопровідній MicroLAN та безпровідній iButton - і дозволяє за рахунок синхронного вимірювання температури одночасно в великій кількості точок досліджуваного об'єкта застосувати для обробки даних сукупність засобів регресійного, кореляційного і спектрального аналізів, яка гарантує найбільш достовірне визначення температурних характеристик приміщень та ефективності роботи опалювальних систем.

2. Технологічними основами, створеними для здійснення синхронного тем-пературного моніторингу, є: спеціальний апаратний інтерфейс, незалеж-ний від стандартних портів компьютера і розширюючий інформаційну ємність мережі в 32 рази; програмне забезпечення; гнучка топологія мік-ролокальної мережі з підвищеною інформаційною ємністю.

3. Дослідженнями можливостей синхронного температурного моніторингу на прикладі виробничих, цивільних і житлово-комунальних об'єктів, обладнаних автономними котельнями, показано, що зіставлення темпе-ратурно-часових залежностей, одержаних для різних приміщень і еле-ментів опалювальної системи в однакові моменти часу, дозволяє визна-чити ряд експлуатаційних характеристик: порівняльну теплотривкість приміщень, наявність в них градієнта температури і його змінення в часі, відповідність температурного режиму санітарним нормам, характер цир-куляції теплоносія в опалювальній системі і ступінь стійкості останньої до регулюючих дій.

4. Визначені параметри для опису теплотривкості приміщень - коефіцієнти кореляції температурно-часових залежностей і їхніх спектрів для повітря в робочій зоні і зовнішнього повітря, а також температурних режимів роботи опалювальних систем - коефіцієнти регресії і коефіцієнти коре-ляції температурно-часових залежностей і їхніх спектрів для пар зв'яза-них теплових процесів.

5. Розроблено експресний метод знаходження оптимальної функції регу-лювання температури теплоносія, побудований на визначенні режиму роботи автономної котельні, при якому кореляційний зв'язок темпе-ратури в приміщенні і зовнішньої температури мінімальний.

6. На основі синхронного температурного моніторингу запропоновано об'єктивний варіант аудиту гарячого водопостачання й опалення житло-вого фонду, призначений як для усунення конфліктів між постачаль-никами і споживачами тепла, так і для формування бази даних по режи-мах теплопостачання і теплоспоживання.

7. Розроблено технологічну інструкцію з проведення температурного мо-ніторингу приміщень і опалювальних систем з використанням технології iButton. Результати досліджень впроваджені на об'єктах ВАТ "Донецьк-облгаз".

8. В оранжереї тропічних рослин Донецького ботанічного саду НАН Укра-їни створена стаціонарна система синхронного температурного моніто-рингу, що дозволяє здійснювати постійний контроль і дослідження про-сторово-часового розподілення температури для дотримання необхідних умов розвитку рослин та дослідження їх впливу на температурний ре-жим приміщення.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Карначёв А.С., Белошенко В.А., Титиевский В.А. Микролокальные сети. - Донецк: Норд Компьютер, 2000. - 199 с.

2. Технология "iButton" в температурном мониторинге зданий и отопительных систем / В.А.Белошенко, А.С.Карначёв, В.И.Титиев-ский, В.И.Шелудченко. - Донецк: Норд Компьютер, 2001. - 151 с.

3. Белошенко В.А., Шелудченко В.И., Титиевский В.И. Технический мониторинг объектов теплопотребления // Коммунальное хозяйство городов. - К.: Техніка, 2000. - Вып.21. - С.114-120.

4. Титиевский В.И., Шелудченко В.И. Сопряжение телеметрических датчиков температуры с персональным компьютером в системах регулирования тепловой нагрузки // Коммунальное хозяйство горо-дов. - К.: Техніка, 2000. - Вып.23. - С.139-143.

5. Шелудченко В.И., Титиевский В.И. О рациональном соотношении централизованных и автономных систем теплоснабжения // Інже-нерні системи та техногенна безпека у будівництві. Вісник ДДАБА. - 2000. - Вип.3(23). - С.128-129.

6. Белошенко В.А., Шелудченко В.И., Титиевский В.И. Автомати-зированные системы контроля и управления системами теплово-доснабжения // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2000. - №№4. - С.76-79.

7. Шелудченко В.И., Титиевский В.И. Перспективные разработки ОАО "Донецкоблгаз" в сфере энергоресурсосбережения // Строи-тельные материалы и изделия. - 2000. - №№1. - С.19-20.

8. Белошенко В.А., Шелудченко В.А., Титиевский В.А. Распреде-ленный температурный мониторинг в сетях теплоснабжения: эконо-мичная топология сетей MicroLAN // "Машиностроение и техно-сфера на рубеже ХХІ века - Прогрессивные технологии и системы машиностроения". - Донецк: ДГТУ, 2000. - Вып.11. - С.52-56.

9. Титиевский В.И., Шелудченко В.И. Микролокальные сети для тем-пературного мониторинга объектов теплоснабжения // Экотехно-логии и ресурсосбережение. - 2001. - №№3. - С.64-68.

10. Титиевский В.И., Шелудченко В.И. Температурные режимы объек-тов с автономными источниками теплоснабжения // Інженерні сис-теми та техногенна безпека у будівництві. Вісник ДДАБА. - 2001. - Вип.2(27). - С.118-122.

11. Титиевский В.И. Экспресс-определение оптимальной функции регу-лирования автономной котельной // Інженерні системи та техно-генна безпека у будівництві. Вісник ДДАБА. - 2001. - Вип.6(31). - С.135-137.

12. Карначёв А.С., Белошенко В.А., Титиевский В.И. Система автома-тического управления на основе технологии MicroLAN // Матер. н.-пр. конф. "Экология и безопасность жизнедеятельности: инноваци-онные процессы в науке, технологиях и образовании". - Макеевка: МЭГИ, 2001. - С.106-109.

13. Применение интеллектуальных датчиков температуры для монито-ринга помещений и отопительных систем // В.А. Белошенко, А.С. Карначёв, В.И. Титиевский, В.И. Шелудченко. - Зб. доп. н.-пр. конф. "Донбас-2020: охорона довкілля та екологічна безпека". - Донецьк: Новый мир. - 2001. - С.263-266.

14. Титиевский В.И., Шелудченко В.И. Универсальный параллельный интерфейс для систем сбора и обработки информации на базе персонального компьютера // Матер. 15-й Междунар. н.-т. конф. "Прогрессивные технологии в машиностроении" (Технология-2000). - Киев: ИСМ НАНУ, 2000. - С.246-247.

15. Определение параметров отопительной системы с помощью техно-логии iButton // В.А. Белошенко, А.С. Карначёв, В.И. Титиевский, В.И. Шелудченко. - Тези доп. 1-ї Міжнар. н. конф. "Раціональне використання природних ресурсів. Проблеми екології, енергозбере-ження, економіки, освіти та інформації в умовах ринкових відносин" (РВПР-1-2001). - Черкаси: ЧГТІ. - 2001. - С.23-24.

16. Температурный мониторинг оранжерей и теплиц // В.А. Белошенко, А.С. Карначёв, В.И. Титиевский, В.И. Шелудченко. - Матер. 9-го ежег. междунар. семинара-выставки "Современные методы и сред-ства неразрушающего контроля и технической диагностики". - Киев: УИЦ "Наука, техника, технология", 2001. - С.22.

17. Ріш. про вид. пат. України, МПК 7F24D3/00, G05D23/00, G07C3/00. Спосіб моніторингу об'єктів теплопостачання та спосіб контролю системи опалювання будівель / В.О.Білошенко, О.С.Карначов, В.І.Тітієвський, В.І.Шелудченко (Україна). - №№2001085907. Заявл. 22.08.01. Прийн. ріш. 28.03.02.

18. Ріш. про вид. пат. України, МПК 7G07C3/00, 3/14, G05D23/00, F24D3/00. Спосіб контролю блока опaлювання / В.О.Білошенко, О.С.Карначов, В.І.Тітієвський, В.І.Шелудченко (Україна). - №№2001085908. Заявл. 22.08.01. Прийн. ріш. 28.03.02.

АНОТАЦІЯ

Тітієвський В.І. Синхронний температурний моніторинг опалювальних систем та приміщень що опалюються. - Рукопис. / Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю: 05.23.03 - вентиляція, освітлення та теплогазопостачання. - Донбаська державна академія будівництва і архітектури, Макіївка, 2002.

Дисертацію присвячено вивченню можливостей сучасних компьютер-них технологій температурного моніторингу - MicroLAN та iButton - в до-слідженні ефективності роботи опалювальних систем на основі автоном-них котелень, а також температурного режиму приміщень що опалюються. В роботі розроблено новий метод, заснований на здійсненні синхронного виміру температури одночасно у великому числі точок досліджуваного об'єкта з наступним застосуванням засобів регресійного, кореляційного і спектрального аналізів для обробки вихідних температурно-часових залеж-ностей.

Створено стаціонарну багатофункціональну систему оперативного мо-ніторингу температурного режиму приміщення.

Результати роботи впроваджені на об'єктах ВАТ "Донецькоблгаз", у Донецькому ботанічному саду НАН України.

Ключові слова: температурний моніторинг, приміщення що опалюють-ся, опалювальні системи, автономні котельні.

АННОТАЦИЯ

Титиевский В.И. Синхронный температурный мониторинг отопитель-ных систем и отапливаемых помещений. - Рукопись. / Диссертация на со-искание ученой степени кандидата технических наук по специальности: 05.23.03 - вентиляция, освещение и теплогазоснабжение. - Донбасская го-сударственная академия строительства и архитектуры, Макеевка, 2002.

Диссертация посвящена исследованию возможностей новых компью-терных технологий температурного мониторинга - MicroLAN и iButton - в изучении эффективности работы отопительных систем на базе автономных котельных, а также температурного режима отапливаемых помещений. Разработан метод определения теплоустойчивости помещений, а также эксплуатационных характеристик отопительных систем, основанный на осуществлении синхронного измерения температуры одновременно в большом числе точек исследуемого объекта с последующим использова-нием средств регрессионного, корреляционного и спектрального анализов для установления количественных параметров.

Показано, что получаемые в результате математической обработки коэффициенты регрессии и корреляции исходных температурно-времен-ных зависимостей и их спектров адекватно отражают теплоустойчивость отапливаемых помещений, характер циркуляции теплоносителя в отопи-тельной системе, ее устойчивость к глубоким регулирующим воздейст-виям и другие характеристики. Предложен метод быстрого определения оптимальной функции регулирования температуры теплоносителя.

На основе синхронного температурного мониторинга предложен ме-тод аудита температурного режима горячего водоснабжения и отопления жилого фонда.

Разработано аппаратное и программное обеспечение для практичес-кого осуществления температурного мониторинга в проводном (Micro-LAN) и беспроводном (iButton) вариантах.

Разработана технологическая инструкция для экспрессного тестиро-вания температурных режимов помещений и отопительных систем на ос-нове автономных котельных.

Создана стационарная многофункциональная система оперативного мониторинга температурного режима помещения.

Результаты работы внедрены в Донецком ботаническом саду НАН Украины, на объектах ОАО "Донецкоблгаз".

Ключевые слова: температурный мониторинг, отапливаемые поме-щения, отопительные системы, автономные котельные.

ABSTRACT

Titievsky V.I. Synchronous temperature monitoring of rooms and heating systems. - Manuscript. / Thesis for candidate's degree of engineering science by speciality 05.23.03 - ventilation, lighting, gas and heat supply. - Donbass State Academy of Civil Engineering and Architecture, Makeevka, 2002.

The thesis is dedicated to investigation of the possibilities of novel temperature monitoring technologies MicroLAN and iButton in obtaining some operating characteristics of rooms and heating systems. The method for investigating heat-retaining properties of rooms and some static and dynamic characteristics of heating systems is developed. The method is based on synchronous temperature measuring simultaneously in large number of points of the object under investigation. Subsequent regression, correlation and spectral analyses of initial data allow to obtain quantitative parameters describing properties of the object.

Stationary multyfunctional system for temperature monitoring of rooms was developed and put into operation.

The developments have been adopted in Donetsk botanical gardens and installations of joint-stock company "Donetskoblgas".

Key words: temperature monitoring, heating systems, self-contained boiler unit.