Rozprawa doktorska dotyczy zagadnień sterowania systemami grzewczymi. Przedstawiono w niej analizę koordynacji działania dwóch źródeł energii cieplnej - miejskiej sieci ciepłowniczej oraz instalacji kotła na biomasę. W rozprawie zaproponowano model systemu grzewczego, który obejmuje takie elementy jak spalanie biomasy, rozgrzewanie się kotła, zbiornik akumulacyjny, wymienniki ciepła, budynek oraz grzejniki. Wspomniane modele przedstawiono w trzech postaciach: analitycznej, symulacyjnej oraz analogicznej. Modele analityczne są układami równań różniczkowych dla poszczególnych składowych systemu grzewczego, modele symulacyjne zrealizowano w środowisku MATLAB/Simulink, natomiast modele analogiczne są schematami elektrycznymi odpowiadającymi własnościom statycznym i dynamicznym modelu analitycznego. Autor zaproponował własny model procesu spalania biomasy w kotle, który bazuje na idei szybkości spalania tego paliwa proporcjonalnej do aktualnie palącej się jego powierzchni oraz nawiewanego powietrza. W rozprawie zaproponowano trój warstwowy system sterowania obejmujący sterowanie nadrzędne, sterowanie stabilizujące oraz sterowanie lokalne. Sterowanie nadrzędne polega na wypracowaniu wartości zadanej dla temperatury pomieszczeń, sterowanie stabilizujące polega na utrzymywaniu temperatury pomieszczeń na poziomie wartości zadanej, natomiast sterowanie lokalne służy do polepszenia dynamiki nadążania za szybką zmianą wartości zadanej. W rozprawie między innymi wyznaczono sterowanie lokalne, które sformułowano jako zadanie optymalizacji. Wynikiem tej optymalizacji jest wartość masy wsadowej paliwa oraz czas jego rozpalenia.
THE CONTROL METHODS OF THE DISTRIBUTED HEATING SYSTEMS
The dissertation is concentrated on issues of control of heating systems. One described an analysis of coordination of activities of two sources of thermal energy - district heating system and the installation of the biomass boiler. In the dissertation one proposed a model of the heating system, which includes elements, such as biomass combustion, warming up the boiler, accumulation tank, heat exchangers, building and radiators. The models are presented in three forms: analytical, simulation and analogous. Analytical models are the systems of the differential equations for the individual components of the heating system, simulation models have been implemented in MATLAB/Simulink, while the analogous models are the electrical schemes corresponding static and dynamic properties of the analytical model. The Author proposed his own model of the biomass combustion process in boiler, which is based on the idea that fuel burning rate is proportional to the current burning surface of the fuel and the air supply. In the dissertation one proposed a three-layer control system including a master control, stabilizing control and local control. Master control is to develop a setpoint for the room temperature, stabilizing control is to keep the room temperature at setpoint, while local control is used to improve the dynamics keep up with the rapid change of the setpoint. In the dissertation, among other things, one determined local control, which is formulated in the form of the optimization problem. The result of this optimization is the fuel batch mass and its ignition time.
