Model af solfangeranlæg - VBN - Aalborg Universitet

More documents

Recommendations

Info

2.1 Metode For at løse denne problemstilling udvælges i første omgang et solfangeranlæg, som der senere vil blive udviklet en regulering til. Solfangeranlægget er bestående af en solfanger, centrifugalpumpe, varmtvandsbeholder indeholdende varmeveksler og de nødvendige rør her imellem. De enkelte komponenter vil blive beskrevet og der vil blive gjort rede for de nødvendige data for videre at kunne opstille en matematisk model af det fysiske anlæg. Modellen vil omfatte energiligninger for de forskellige processer der finder sted i anlægget, og skal ud fra disse være i stand til at beregne temperaturen i varmtvandsbeholderen. Endvidere skal modellen kunne importere forbrugsdata og ud fra disse simulere temperaturvariationerne, der opstår i systemet. For at verificere denne model, opstilles en forsøgsopstilling med et solfangeranlæg. Modellen indfødes med input, der stemmer overens med de fysiske betingelser ved forsøget. På den måde er det muligt at undersøge om modellen og forsøgsopstillingen har samme respons ved samme påvirkninger. Hermed er det muligt at påvise, at modellen har samme karakteristika som det virkelige system og regulatoren kan hermed testes på modellen i stedet for i virkeligheden. Den matematiske model gør det muligt at foretage en analyse af systemet, så det senere er muligt at designe regulatoren. Den matematiske model lineariseres, så der kan udvikles en overføringsfunktion for temperaturen i anlægget. Efter at denne overføringsfunktion er opstillet, omregnes den til Lapace-domænet og stabilitet af systemets overføringsfunktion undersøges. Herefter designes en regulator for systemet på baggrund af systemets respons. Dette gøres for at sikre, at regulatoren reagerer som ønsket ved forstyrrelser forårsaget af varierende solindfald og forbrug. Til sidst testes reguleringen på modellen, for at verificere at reguleringen er designet korrekt. 6
Beskrivelse af solfangeranlæg 3 I dette kapitel gives først en overordnet beskrivelse af virkemåden for et solfangeranlæg, og dernæst beskrives opbygningen og funktionen af de enkelte komponenter i solfangeranlægget. 3.1 Virkemåde af solfangeranlæg På figur 3.1 vises en principskitse af et solfangeranlæg. En væske pumpes rundt i et lukket system bestående af solfanger, en varmtvandsbeholder med varmeveksler, pumpe og rør. I solfangeren overføres energi fra solen til væsken, der pumpes videre til varmeveksleren. I varmeveksleren overføres energi i form af varme fra væsken til brugsvandet i varmtvandsbeholderen. Herved sænkes temperaturen i solfangervæ- sken inden denne igen føres tilbage i solfangeren for at optage ny energi fra solen. Figur 3.1. Principskitse af et solfangeranlæg [Nachi.org] På pumpen er der placeret en styringsenhed, hvorved flowet af væsken kan reguleres efter ønske. Eksempelvis kan flowet reguleres efter mængden af energi, 7
Page 3: Titel: Regulering af solfangeranlæ
Page 7 and 8: Indholdsfortegnelse Kapitel 1 Indle
Page 9 and 10: Indledning 1 Der er et stigende ene
Page 11 and 12: Figur 1.2. Solindfald over et genne
Page 13: Problemformulering 2 Der er et beho
Page 17 and 18: at holde skidt og andre urenheder v
Page 19 and 20: Figur 3.4. Principskitse af en cent
Page 21 and 22: Model af solfangeranlæg 4 I dette
Page 23 and 24: hvor: µ = Dynamisk viskositet kg
Page 25 and 26: varmtvandsbeholder, Tt, og temperat
Page 27 and 28: Figur 4.4. Principskitse af modstr
Page 29 and 30: hvor: mvaeske = Massen af væsken i
Page 31 and 32: I afsnit 4.6 på side 30 beskrives
Page 33 and 34: og ydre side af beholderen, samt va
Page 35 and 36: udledning af formlen findes i appen
Page 37 and 38: Figur 4.10. Kurver over tryktabet i
Page 39 and 40: dTh dt = ˙ Qsol · A · η + ˙m
Page 41 and 42: Modellering af temperaturudvikling
Page 43 and 44: ør et stigende solindfald resulter
Page 45 and 46: Figur 5.3. Kurver over temperaturud
Page 47: Dette skyldes, at forbruget er stø
Page 50 and 51: som fremgår af figur 6.1. Da der i
Page 53 and 54: Design af regulering til solfangera
Page 55 and 56: til varmtvandsbeholderen. Der er st
Page 57 and 58: Gp på figur 7.5 på modstående si
Page 59 and 60: Ligningerne for varmtvandsbeholdere
Page 61 and 62: • Masseflowet ( ˙m) • Temperat
Page 63 and 64: Data for solfanger Areal af solfang
Page 65 and 66:
Denne antagelse betyder at startpun
Page 67 and 68:
Figur 7.11. Figuren viser kurvefit
Page 69 and 70:
Figur 7.12. Figuren viser i del A,
Page 71 and 72:
Derfor undersøges den karakteristi
Page 73 and 74:
hvor: Ess = Den stationære fejl P
Page 75 and 76:
De forskellige elementer i PID-regu
Page 77 and 78:
Figur 7.16. Figuren viser hvor syst
Page 79 and 80:
Figur 7.18. Figuren viser bodeplott
Page 81:
Figur 7.19. Figuren viser nyquistdi
Page 84 and 85:
Til den første simulering benyttes
Page 86 and 87:
Figur 8.4. Grafen illustrerer, hvor
Page 88 and 89:
Figur 8.6. Grafen illustrerer, hvor
Page 90 and 91:
og et reguleret masseflow nogenlund
Page 92 and 93:
8.3 Finjustering af regulator Det
Page 94 and 95:
Figur 8.11. Grafen illustrerer, hvo
Page 97 and 98:
Konklusion 9 Med henblik på at sim
Page 99 and 100:
Perspektivering 10 I dette kapitel
Page 101 and 102:
Litteratur Cengel, 2006. Yanus A. C
Page 103 and 104:
Pumpe- og tryktabsligninger A I det
Page 105 and 106:
Ved at kombinere formel A.7 og A.8
Page 107:
ventiler. Disse elementer vil forå
Page 110 and 111:
∆f(Th, Tl, ˙m, ˙mforbrug, Tt, T
Page 112 and 113:
hvor: M1 = ˙m(0) · cp M2 = - ˙m(
Page 114 and 115:
Figur D.1. Tabellen viser regneregl
Page 116 and 117:
Forsøgsopstilling og opbygning Sol
Page 118 and 119:
tilkobles dataopsamlingsboksen, er
show all

Model af solfangeranlæg - VBN - Aalborg Universitet

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?