Trasformate Laplace - Trasformate Z

[Robi64]

Si tratta di una nave che opera in Finlandia con tre o quattro situazioni diverse.

Esaminiamo intanto questa.

C'è una condotta che prende aria dall'esterno. L'aria passa in una batteria dove avviene lo scambio termico nella serpentina (solo in inverno e quindi solo caldo). Subito dopo la batteria c'è un termometro con il quale si agisce sulle valvole dell'acqua che circola nella batteria per modularne il flusso. Le valvole sono a due e tre vie per combinare in varie soluzioni i flussi d'acqua. Ad esempio l'acqua può riciclare in modo parziale o totale con quella in uscita dalla batteria in modo da ottimizzare le calorie spese.
Poi c'è un termometro ambientale con cui un'altra regolazione agisce su un fancoil nello stesso locale. In alcuni ambienti particolarmente caldi tipo le cucine i fan coil sono due.

Saluti
Roberto

[dimaios]

Se tu facessi un disegno si capirebbe meglio.
Dalla descrizione lo schema di principio sembrerebbe essere il seguente :

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Dove i rilevamenti sono e mentre le variabili di controllo sono ed .

In particolare e sono le variabili su cui fissare il setpoint.

[Robi64]

Allego uno schema. I due cerchi sono i rilevamenti di temperatura (uno all'uscita della batteria di riscaldo ed uno in ambiente). Le valvole con il blocchetto "M" possono modulare. Le altre sono ONOFF. Il fancoil in base al set di temperatura ambientale può switchare i due circuiti (caldo-freddo) senza miscelare (per quanto possibile). La valvola sul circuito "caldo" della batteria modula solo il flusso di acqua in batteria per mantenere un set fisso di temperatura dell'aria in uscita dalla batteria. Mi sono dimenticato di dirti che l'ingresso di aria è forzato (ventilatore) e che ogni volume ha la sua condotta di aria esterna con il suo ventilatore, batteria, fancoil(s) , sensori, valvole dedicati all'interno.

[dimaios]

Ok. Puoi correggere lo schema FidoCADJ che ti ho fatto in modo da adattarlo al tuo caso.
Il problema è chiaro.
Manca da definire quanta potenza termica viene scambiata con l'esterno dalla camera che deve essere condizionata.
Hai la possibilità di fare alcune prove di identificazione con il sistema reale o devi fare tu le ipotesi del caso ?
A seconda di dove si trova la stanza i flussi di potenza saranno chiaramente diversi e dipenderanno dalla temperatura esterna.
Se si vuole tarare il sistema in modo serio bisogna comprendere bene la topologia degli ambienti.

In alternativa si può fare un tentativo grossolano e poi tarare in campo il regolatore ma per essere un minimo efficaci bisognerebbe capire almeno gli ordini di grandezza.

Se la stanza è a 20°C mentre all'esterno ci sono 0°C in quanto tempo si raffredda escludendo l'utilizzo dei condizionatori ?
Minuti ? Decine di minuti ? Ore ?

Questo dato è importante per comprendere la dinamica del sistema.

Poi bisogna definire bene gli attuatori.
L'acqua che riscalda l'aria in ingresso alla condotta a che temperatura lavora ?
Il ventilatore che aspira l'aria è in condizioni stazionarie ? La portata è costante ?

L'acqua che transita nel circuito di scambio del condizionatore a che temperatura massima e minima viene immessa ( intendo quella calda e quella fredda ).

Dallo schema sembra che la prima parte del circuito fornisca grossolanamente una termostatazione dell'aria che poi viene affinata tramite i condizionatori.
Anche se non molto corretto si potrebbe tentare di fare due regolatori indipendenti ( è una porcheria dal punto di vista controllistico ma è più semplice da tarare in campo ).

Inoltre bisogna verificare la congruità delle temperature rilevate.
Se si rompe una sonda termica e non esegui la diagnostica del caso rischi che uno dei regolatori diverga e non si capisca immediatamente il perché.

[Robi64]

Mi ci vorrà un po di tempo per rispondere a tutto perché in realtà questa attività non è esattamente parte del mio lavoro ma collaterale e quindi non ho molto tempo da dedicargli. Inoltre non sono il progettista di impianti HVAC per cui devo cominciare a fare le domande (molto specifiche) che mi fai anche ai progettisti (appartenenti a ditte che lavorano per quella in cui sono impiegato). Non posso passarti la "topologia" (piani generali nave) ed inoltre, purtroppo, non posso fare alcun esperimento reale. L'unico dato molto grossolano che posso dirti al momento è che ogni volume a bordo è coibentato piuttosto bene sia verso l'esterno che verso i volumi contigui.
Probabilmente la tua definizione di termostazione è corretta perché fondamentalmente si deve evitare che l'acqua ghiacci nella batteria (o nelle tubazioni limitrofe). Quando fuori ci sono temperature tra i -30°C e -5°C con l'aria che passa in maniera forzata il processo di ghiacciamento è "velocissimo" (a seconda del valore di T anche nell'ordine dei secondi)

[Robi64]

Provo a rispondere molto grossolanamente a qualche domanda. Non ho granchè per le mani anche per via delle ferie.

I volumi sono tendenzialmente piccoli a parte qualcuno. Ad esempio i cosiddetti ambienti di vita (dove ci sono le cuccette) potrebbero essere di circa 12 m3. Altri potrebbero raggiungere i 150m3. In ogni caso sono tutti ambienti pieni di dispositivi che dissipano calore o al contrario raffreddano (tubazioni acqua mare ad esempio).
Adesso non ho a disposizione le portate dei ventilatori. I ventilatori lavorano a regime costante (portata) e in maniera molto approssimativa ti potrei dire che per passare da 20°C a 0°C bastano poche decine di secondi se i generatori di calore sono spenti (ipotizzo la ventilazione in moto perché così vuole il requisito per il ricambio di aria)
L'acqua nelle batterie di riscaldo viene mantenuta a circa 12°C.
In inverno la temperatura dell'acqua in caldaia è impostata intorno agli 80°C. A valle della caldaia c'è una valvola a tre vie che può ricircolare l'acqua in modo che in mandata agli impianti l'acqua arrivi alle temperature indicate nel file allegato sulla base delle temperature esterne. Ovvero la valvola ha un regolatore che sulla base della t esterna modifica il set di temperatura dell'acqua in mandata agli impianti.
Allego il pdf con la curva che definisce il set di temperatura in base alla temperatura esterna.

doc1.pdf

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Il gruppo compressore raffredda l'acqua per i fan coil e la manda agli stessi intorno ai 6°C.