Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyys

Päivi Marjamäki, Katri Katajisto, Reijo Kohonen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Prosessin dynaamisen toiminnan ja säädettävyyden analysointi on lähtökohta niin ilmastoinnin yksikköprosessien kuin kaikkien muidenkin prosessien säädettävyydelle.Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ilmastoinnin yksikköprosessien dynamiikkaa, säädettävyyttä, säätelain valintaa ja viritystä askelvastekokeiden perusteella. Tarkastelut tehdään avoimille prosesseille. Edelleen tutkitaan suljetun säätöpiirin toimintaa ja stabiiliutta eri muutostilanteissa. Analysoinnissa käytettiin HVACSIM+-simulointiohjelmistoa, joka on tarkoitettu rakennuksen, sen lämmitys- ja ilmastointiprosessien sekä niiden säätöjärjestelmien dynaamisen toiminnan tutkimiseen. Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyyteen vaikuttavat sekä prosessin että säätimen ominaisuudet. Komponentit on valittava ja mitoitettava siten, että koko prosessin ominaiskäyrä on mahdollisimman lineaarinen. Tällöin prosessin vahvistus pysyy vakiona toimintatilasta riippumatta. Prosessin ylimitoitus heikentää säädettävyyttä. Säätöventtiilien ja -peltien vaikutusasteiden on oltava riittävän suuria. Säädin tulisi virittää sellaisen askelvastekokeen perusteella, missä prosessin vahvistus on suurin. Tällöin säätöpiiristä ei tule epästabiilia missään toimintatilanteessa. Kaiken kaikkiaan askelvastekokeisiin perustuvat kokemusperäiset kaavat antavat hyvän lähtökohdan PID-säätimen viritykselle. Mikäli koko säädettävän prosessin ominaiskäyrä on hyvin epälineaarinen, on säätölakiin sisällytettävä älykkyyttä, jotta samanlainen säädettävyys saavutettaisiin kaikissa toimintaoloissa. Älykkyys voidaan toteuttaa esimerkiksi käyttämällä kaksiportaista säätöä, epälineaarista säätöä tai varsinaista adaptiivista säätöä.Tutkimusta jatketaan laajentamalla tutkimus koko ilmastointiprosessin ja huonetilan tarkasteluun sekä kehittämällä älykkäitä säätötapoja.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages124
ISBN (Print)951-38-3210-4
Publication statusPublished - 1988
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number545
ISSN0358-5077

Fingerprint

unit process
air conditioning

Keywords

  • HVAC
  • ventilation
  • control
  • controllability
  • closed loop systems
  • air conditioning
  • simulation

Cite this

Marjamäki, P., Katajisto, K., & Kohonen, R. (1988). Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyys. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 545
Marjamäki, Päivi ; Katajisto, Katri ; Kohonen, Reijo. / Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyys. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 124 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 545).
@book{8938cc9b416f4447955e58477c0620e7,
title = "Ilmastoinnin yksikk{\"o}prosessien s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyys",
abstract = "Prosessin dynaamisen toiminnan ja s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyyden analysointi on l{\"a}ht{\"o}kohta niin ilmastoinnin yksikk{\"o}prosessien kuin kaikkien muidenkin prosessien s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyydelle.T{\"a}m{\"a}n tutkimuksen tavoitteena oli selvitt{\"a}{\"a} ilmastoinnin yksikk{\"o}prosessien dynamiikkaa, s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyytt{\"a}, s{\"a}{\"a}telain valintaa ja virityst{\"a} askelvastekokeiden perusteella. Tarkastelut tehd{\"a}{\"a}n avoimille prosesseille. Edelleen tutkitaan suljetun s{\"a}{\"a}t{\"o}piirin toimintaa ja stabiiliutta eri muutostilanteissa. Analysoinnissa k{\"a}ytettiin HVACSIM+-simulointiohjelmistoa, joka on tarkoitettu rakennuksen, sen l{\"a}mmitys- ja ilmastointiprosessien sek{\"a} niiden s{\"a}{\"a}t{\"o}j{\"a}rjestelmien dynaamisen toiminnan tutkimiseen. Ilmastoinnin yksikk{\"o}prosessien s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyyteen vaikuttavat sek{\"a} prosessin ett{\"a} s{\"a}{\"a}timen ominaisuudet. Komponentit on valittava ja mitoitettava siten, ett{\"a} koko prosessin ominaisk{\"a}yr{\"a} on mahdollisimman lineaarinen. T{\"a}ll{\"o}in prosessin vahvistus pysyy vakiona toimintatilasta riippumatta. Prosessin ylimitoitus heikent{\"a}{\"a} s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyytt{\"a}. S{\"a}{\"a}t{\"o}venttiilien ja -peltien vaikutusasteiden on oltava riitt{\"a}v{\"a}n suuria. S{\"a}{\"a}din tulisi viritt{\"a}{\"a} sellaisen askelvastekokeen perusteella, miss{\"a} prosessin vahvistus on suurin. T{\"a}ll{\"o}in s{\"a}{\"a}t{\"o}piirist{\"a} ei tule ep{\"a}stabiilia miss{\"a}{\"a}n toimintatilanteessa. Kaiken kaikkiaan askelvastekokeisiin perustuvat kokemusper{\"a}iset kaavat antavat hyv{\"a}n l{\"a}ht{\"o}kohdan PID-s{\"a}{\"a}timen viritykselle. Mik{\"a}li koko s{\"a}{\"a}dett{\"a}v{\"a}n prosessin ominaisk{\"a}yr{\"a} on hyvin ep{\"a}lineaarinen, on s{\"a}{\"a}t{\"o}lakiin sis{\"a}llytett{\"a}v{\"a} {\"a}lykkyytt{\"a}, jotta samanlainen s{\"a}{\"a}dett{\"a}vyys saavutettaisiin kaikissa toimintaoloissa. {\"A}lykkyys voidaan toteuttaa esimerkiksi k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}ll{\"a} kaksiportaista s{\"a}{\"a}t{\"o}{\"a}, ep{\"a}lineaarista s{\"a}{\"a}t{\"o}{\"a} tai varsinaista adaptiivista s{\"a}{\"a}t{\"o}{\"a}.Tutkimusta jatketaan laajentamalla tutkimus koko ilmastointiprosessin ja huonetilan tarkasteluun sek{\"a} kehitt{\"a}m{\"a}ll{\"a} {\"a}lykk{\"a}it{\"a} s{\"a}{\"a}t{\"o}tapoja.",
keywords = "HVAC, ventilation, control, controllability, closed loop systems, air conditioning, simulation",
author = "P{\"a}ivi Marjam{\"a}ki and Katri Katajisto and Reijo Kohonen",
year = "1988",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3210-4",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "545",
address = "Finland",

}

Marjamäki, P, Katajisto, K & Kohonen, R 1988, Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyys. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 545, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyys. / Marjamäki, Päivi; Katajisto, Katri; Kohonen, Reijo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 124 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 545).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyys

AU - Marjamäki, Päivi

AU - Katajisto, Katri

AU - Kohonen, Reijo

PY - 1988

Y1 - 1988

N2 - Prosessin dynaamisen toiminnan ja säädettävyyden analysointi on lähtökohta niin ilmastoinnin yksikköprosessien kuin kaikkien muidenkin prosessien säädettävyydelle.Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ilmastoinnin yksikköprosessien dynamiikkaa, säädettävyyttä, säätelain valintaa ja viritystä askelvastekokeiden perusteella. Tarkastelut tehdään avoimille prosesseille. Edelleen tutkitaan suljetun säätöpiirin toimintaa ja stabiiliutta eri muutostilanteissa. Analysoinnissa käytettiin HVACSIM+-simulointiohjelmistoa, joka on tarkoitettu rakennuksen, sen lämmitys- ja ilmastointiprosessien sekä niiden säätöjärjestelmien dynaamisen toiminnan tutkimiseen. Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyyteen vaikuttavat sekä prosessin että säätimen ominaisuudet. Komponentit on valittava ja mitoitettava siten, että koko prosessin ominaiskäyrä on mahdollisimman lineaarinen. Tällöin prosessin vahvistus pysyy vakiona toimintatilasta riippumatta. Prosessin ylimitoitus heikentää säädettävyyttä. Säätöventtiilien ja -peltien vaikutusasteiden on oltava riittävän suuria. Säädin tulisi virittää sellaisen askelvastekokeen perusteella, missä prosessin vahvistus on suurin. Tällöin säätöpiiristä ei tule epästabiilia missään toimintatilanteessa. Kaiken kaikkiaan askelvastekokeisiin perustuvat kokemusperäiset kaavat antavat hyvän lähtökohdan PID-säätimen viritykselle. Mikäli koko säädettävän prosessin ominaiskäyrä on hyvin epälineaarinen, on säätölakiin sisällytettävä älykkyyttä, jotta samanlainen säädettävyys saavutettaisiin kaikissa toimintaoloissa. Älykkyys voidaan toteuttaa esimerkiksi käyttämällä kaksiportaista säätöä, epälineaarista säätöä tai varsinaista adaptiivista säätöä.Tutkimusta jatketaan laajentamalla tutkimus koko ilmastointiprosessin ja huonetilan tarkasteluun sekä kehittämällä älykkäitä säätötapoja.

AB - Prosessin dynaamisen toiminnan ja säädettävyyden analysointi on lähtökohta niin ilmastoinnin yksikköprosessien kuin kaikkien muidenkin prosessien säädettävyydelle.Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ilmastoinnin yksikköprosessien dynamiikkaa, säädettävyyttä, säätelain valintaa ja viritystä askelvastekokeiden perusteella. Tarkastelut tehdään avoimille prosesseille. Edelleen tutkitaan suljetun säätöpiirin toimintaa ja stabiiliutta eri muutostilanteissa. Analysoinnissa käytettiin HVACSIM+-simulointiohjelmistoa, joka on tarkoitettu rakennuksen, sen lämmitys- ja ilmastointiprosessien sekä niiden säätöjärjestelmien dynaamisen toiminnan tutkimiseen. Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyyteen vaikuttavat sekä prosessin että säätimen ominaisuudet. Komponentit on valittava ja mitoitettava siten, että koko prosessin ominaiskäyrä on mahdollisimman lineaarinen. Tällöin prosessin vahvistus pysyy vakiona toimintatilasta riippumatta. Prosessin ylimitoitus heikentää säädettävyyttä. Säätöventtiilien ja -peltien vaikutusasteiden on oltava riittävän suuria. Säädin tulisi virittää sellaisen askelvastekokeen perusteella, missä prosessin vahvistus on suurin. Tällöin säätöpiiristä ei tule epästabiilia missään toimintatilanteessa. Kaiken kaikkiaan askelvastekokeisiin perustuvat kokemusperäiset kaavat antavat hyvän lähtökohdan PID-säätimen viritykselle. Mikäli koko säädettävän prosessin ominaiskäyrä on hyvin epälineaarinen, on säätölakiin sisällytettävä älykkyyttä, jotta samanlainen säädettävyys saavutettaisiin kaikissa toimintaoloissa. Älykkyys voidaan toteuttaa esimerkiksi käyttämällä kaksiportaista säätöä, epälineaarista säätöä tai varsinaista adaptiivista säätöä.Tutkimusta jatketaan laajentamalla tutkimus koko ilmastointiprosessin ja huonetilan tarkasteluun sekä kehittämällä älykkäitä säätötapoja.

KW - HVAC

KW - ventilation

KW - control

KW - controllability

KW - closed loop systems

KW - air conditioning

KW - simulation

M3 - Report

SN - 951-38-3210-4

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyys

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Marjamäki P, Katajisto K, Kohonen R. Ilmastoinnin yksikköprosessien säädettävyys. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 124 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 545).