主要内容

주택의열모델

모델 열기

이예제에서는Simulink®를사용하여주택의열모델을만드는방법을보여줍니다。이시스템에서는실외환경과집의열특성，그리고집의난방시스템을모델링합니다。

sldemo_househeat_data.m파일은데이터를모델작업공간에초기화합니다。변경하려면,모델작업공간을직접편집하거나파일을편집한후모델작업공간을다시불러오면됩니다。모델작업공간을보려면Simulink편집기의모델링탭에서모델탐색기를클릭하십시오。

모델 열기

먼저，sldemo_househeat모델을엽니다。

모델초기화하기

이모델은일반주택의난방비를계산합니다。모델을열면sldemo_househeat_data.m파일에서주택정보를불러옵니다。이파일의역할은다음과같습니다。

  • 주택의기하학적구조(크기，창문개수)정의

  • 주택자재의열특성지정

  • 주택의열저항계산

  • 난방기특성(온풍온도，유량)제공

  • 전기료(0.09$/kWhr)정의

  • 방의초기온도(20ºc = 68ºf)지정

  • 참고:시간은시단위로지정됩니다。공기유량같은특정한양은초당이아닌시간당으로@ @현됩니다。

모델구성소

设置点

设置点는常数블록입니다。이구성소는유지되어야하는실내온도를지정합니다。디폴트값은70ºf입니다。온도는ºf로지정됩니다。모델에서온도를ºc로변환합니다。

恒温器

恒温器서브시스템은继电器블록을포함합니다。온도조절장치는원하는실내온도기준+ 5ºF또는5ºF범위내에서의변동을허용합니다。공기온도가65ºf아래로떨어지면온도조절장치에서난방기를켭니다。

恒温器서브시스템을엽니다。

加热器

加热器서브시스템은일정한(상수)공기유량Mdot（sldemo_househeat_data.m파일에지정되어있음)를모델링합니다。恒温器신호가난방기를켜거나끕니다。난방기가켜지면剧院온도(디폴트값:50ºC = 122ºF)에서일정한유량Mdot(디폴트값:1千克/秒= 3600公斤/小时)를유지하며따뜻한공기를내보냅니다。수식1은실내로유입되는열흐름을현한것입니다。

수식1

$ $ \压裂{dQ} {dt} = \离开(T_{加热器}识别- T_{房间}\右)识别\ cdot Mdot \ cdot美元加元

$$\frac{dQ}{dt} = \mbox{从加热器进入房间的热流}$$

$$c = \mbox{恒压空气热容}$$

$$Mdot = \mbox{通过加热器的空气质量流速(kg/hr)}$$

$$T_{加热器}= \mbox{加热器的热风温度}$$

$$T_{房间}= \mbox{当前房间空气温度}$$

加热器서브시스템을엽니다。

成本计算器

成本计算器는收益블록입니다。成本计算器는시간의경과에따른열흐름을적분하고그값에에너지비용을곱합니다。모델은PlotResults스코프에난방비를플로팅합니다。

房子

房子는실내온도변화를계산하는서브시스템입니다。이서브시스템에서는난방기에서나오는열흐름과환경에따른열손실을감합니다。열손실과온도시간도함수는수식2로현됩니다。

수식2

左($ $ \ \压裂{dQ} {dt} \右)_{损失}= \压裂{T_{房间}识别-T_{出来}}{R_ {eq}} $ $

$ $ \压裂{dT_{房间}}{dt} = \压裂{1}{M_{空气}\ cdot c} \ cdot \离开(\压裂{dQ_{加热器}}{dt} - \压裂{dQ_{损失}}{dt} \右)$ $

$$M_{air} = \mbox{房子里的空气质量}$$

$$R_{eq} = \mbox{房屋等效热阻}$$

房子서브시스템을엽니다。

환경모델링하기

환경시뮬레이션을위해모델에서는무한열용량을갖는히트싱크와시간에따라변하는온도兜售를사용합니다。常数블록Avg户外临时는실외의평균공기온도를지정합니다。每日温度变化正弦波블록은일일실외온도변화를발생시킵니다。이같은파라미터에변화를주어이러한요소가난방비에어떠한영향을주는지확인할수있습니다。

시뮬레이션을실행하고결과시각화하기

시뮬레이션을실행합니다。PlotResults스코프를사용하여결과를시각화합니다。이스코프는난방비를플로팅하고실내온도와실외온도를비교하여플로팅합니다。실외온도는정현파모양으로변합니다。실내온도는设置点기준으로5ºC범위내에서유지됩니다。시간축은시단위입니다。

이모델에따르면이틀간주택난방비는약$30입니다。파라미터를다르게하여시스템응답을관찰합니다。

다음 단계

이모델은난방비만계산합니다。실외온도가실내온도보다높으면실내온도는원하는设定值를초과하게됩니다。

에어컨을포함하도록이모델을수정할수있습니다。에어컨을수정된난방기로구현할수있습니다。이렇게하려면다음과같은파라미터를sldemo_househeat_data.m에추가하십시오。

  • 냉풍 출력

  • 에어컨에서나오는바람의온도

  • 에어컨효율

에어컨과난방기를모두제어하려면恒温器서브시스템을수정하십시오。

참고 항목

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관련 항목

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