Namo šiluminio rėžimo automatinės valdymo sistemos tyrimas

Automatizuotas ir stabilus šildymo sistemos reguliavimas yra svarbus ne tik žmogaus gyvenimo kokybės užtikrinimui, tačiau ekonomiškumo faktorius. Atliekant įvairių gamintojų šildymo sistemos valdiklių analizę pastebėta, kad visos jos turi gamykliškai parametrizuotus reguliatorius ir valdymo algoritmus, todėl yra poreikis sukurti aplinkos poveikiui jautrią ir ekonomišką automatinę šilumos reguliavimo valdymo sistemą. Darbo tikslas – sukurti ir eksperimento būdu ištirti namo šiluminio rėžimo automatinės valdymo sistemos modelį. Tiriamasis objektas – vienkontūrė patalpos šildymo sistema, kurią šiluma aprūpina vandeninis grindų šildymo kolektorius. Tyrimo metodologija – literatūros analizė, eksperimentinis tyrimas. Sukuriamas matematinis modelis, kurio veikimo rezultatai aprašomi lyginant realaus modelio rezultatais. Baigiamojo magistrinio projekto darbas susideda iš analitinės, projektinės, ekperimentinės ir tyrimų dalių. Analitinėje dalyje analizuojama literatūra ir siekiama išsiaiškinti pagrindinius gyvenamų patalpų grindų šildymo projektavimo reikalavimus, patalpų šildymo termodinaminių procesų sąlygas ir sistemose naudojamus papildomus modulius, kurie leidžia sukurti automatizuotą valdymo sistemą. Projektinėje dalyje aprašomas sukurtas namo šiluminio rėžimo automatinės valdymo sistemos fizinis modelis. Atlikus šildymo sistemos inertiškumo ir išspinduliuojamos energijos tyrimus eksperimentinėje dalyje gauti duomenys buvo panaudoti matematinio modelio aprašymui. Sukurtas reguliatoriaus veikimo algoritmas ir parašyta programa mikrokontroleriui Arduino UNO.
Automatic and stable regulation of a heating system is not only important for ensuring personal quality of life but also a factor of cost-effectiveness. During the analysis of heating system controllers of different manufacturers it was noted that all of them have regulators of default parameters and control algorithms, thus a need arises to develop automatic heating regulation control system, which would be sensitive to environmental impact and cost-efficient. The purpose of the project is to design and experimentally analyse the model of automatic control system of the heating regime of a house. The subject analysed is a single-contoured heating system, which is heat supplied by floor water heating collector. Methodology of analysis – literature analysis, experimental research. A mathematical model is developed, the results of which are defined in comparison to results of the actual model. The project of master’s degree thesis comprises analytical, project, experimental and research sections. The analytical section includes analyses of literature and information on the key requirements of designing the floor heating of residential premises, conditions or heating thermodynamic processes and additional modules used with the systems, which allows to develop automatic control system. The project section defines the developed physical model of automatic control system of the heating regime of a house. After research of heating system inertness and emitted power was performed in the experimental section of the paper, the data received were used for the definition of the mathematical model. The regulator operation algorithm was developed and a programme Arduino UNO for microcontroller was created.