Оптимизация комплексной системы теплоснабжения
Излагаются основы эксергоэкономической оптимизации комплексной системы теплоснабжения «источник теплоты» – «потребитель теплоты» при возможном разном количестве как источников, так и потребителей теплоты. Викладено основи ексергоекономічної оптимізації комплексної системи теплопостачання «джерело те...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Datum: | 2007 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61290 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Оптимизация комплексной системы теплоснабжения / Б.Х. Драганов // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 5. — С. 92-94. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859854754934423552 |
|---|---|
| author | Драганов, Б.Х. |
| author_facet | Драганов, Б.Х. |
| citation_txt | Оптимизация комплексной системы теплоснабжения / Б.Х. Драганов // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 5. — С. 92-94. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Излагаются основы эксергоэкономической оптимизации комплексной системы теплоснабжения «источник теплоты» – «потребитель теплоты» при возможном разном количестве как источников, так и потребителей теплоты.
Викладено основи ексергоекономічної оптимізації комплексної системи теплопостачання «джерело теплоти» – «споживач теплоти» при можливій різній кількості як джерел, так і споживачів теплоти.
We describe the foundations of energy and economic optimization of a complex heat supply system «heat source» – «heat consumer» for possible different quantities of both sources and consumers.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:42:53Z |
| format | Article |
| fulltext |
Системы теплоснабжения представляют собой
совокупность взаимосвязанных разнородных
элементов. Одним из наиболее существенных со;
четаний в указанной системе является комплекс
„источник теплоты” – „потребитель теплоты”.
При этом проблема приобретает особую значи;
мость при наличии нескольких источников и по;
требителей теплоты, отличающихся разными фи;
зическими и энергетическими показателями.
Исследование проблемы комплекса „источ;
ник теплоты” – „потребитель теплоты” рекомен;
дуют проводить методом декомпозиции [1, 2, 3],
в соответствии с которым можно выделить две
основные задачи:
; оптимальный выбор пары „источник теп;
лоты” – „потребитель теплоты”;
; оптимизация системы передачи теплоты.
В настоящей работе решение указанной зада;
чи проводится с помощью графа эксергоэконо;
мических затрат при парном взаимодействии по;
токов [4, 5].
Под графом эксергоэкономических затрат
СТС произвольной структуры будем понимать
двудольный граф Z = (C∪H, Гn) = (C∪H, D), мно;
жество вершин C ∪ H которого соответствует гре;
ющим H = {h1, h2,..., hj,..., hm} и нагреваемым
C = {c1, c2,..., ci,..., cn} потокам, а множество дуг
D = {hi, ci}, i = 1, 2..., m; j = 1, 2..., n — возможно;
му распределению эксергоэкономических затрат
в соответствующих элементах СТС при взаимо;
действии греющих и нагреваемых потоков.
Граф эксергоэкономических затрат всегда об;
ладает покрытием. Это означает, что для каждого
принимающего и для каждого передающего по;
тока теплоты найдется, по крайней мере, один
поток, с которым рассматриваемый поток может
вступить в процесс теплообмена. В булево;мат;
ричном представлении покрытие представляет
собой такой набор единиц, что любая строка и
любой столбец матрицы содержит по крайней
мере по одному элементу из этого набора, а об;
щее число этого набора минимально. Заметим,
что покрытие некоторого множества Х есть лю;
бое семейство подмножеств этого множества,
объединение которого есть Х. В теории графов
покрытие — комбинаторные конфигурации, свя;
занные с многозначным отображением одного
подмножества на другое. В задачах о покрытиях
92 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 5
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Викладено основи ексергоекономіч$
ної оптимізації комплексної системи теп$
лопостачання «джерело теплоти» – «спо$
живач теплоти» при можливій різній
кількості як джерел, так і споживачів теп$
лоти.
Излагаются основы эксергоэконо$
мической оптимизации комплексной
системы теплоснабжения «источник
теплоты» – «потребитель теплоты» при
возможном разном количестве как ис$
точников, так и потребителей теплоты.
We describe the foundations of energy
and economic optimization of a complex
heat supply system «heat source» – «heat
consumer» for possible different quantities
of both sources and consumers.
УДК 519.6: 621.1
ДРАГАНОВ Б.Х.
Национальный аграрный университет
ОПТИМИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
а – вершина графа;
C — показатель потребителя теплоты;
D – дуга графа;
G = (A, U) — граф дерево;
Н — показатель источника теплоты;
Z = (A, U) — граф эксергоэкономических затрат;
Гп – дуга упорядоченной пары вершин Н и С;
СТС — система теплоснабжения;
s — множество;
m — потоки источника;
n — потоки потребителя.
Индексы:
i — источник;
j — потребитель.
изучаются возможности построения эффектив;
ных алгоритмов для решения этих задач.
Число источников теплоты и потребителей
теплоты, входящих в рассматриваемое паросоче;
тание, должно быть равно друг другу, т. е. | С | = | H |.
В реальных СТС возможно | С | ≤ | Н |, а также
| С | > | Н |, причем вариант | С | > | Н | встречается го;
раздо чаще (например, теплоснабжение несколь;
ких сотен потребителей от одной районной ко;
тельной). Тогда при нахождении максимального
паросочетания необходимо введение дополни;
тельного множества потоков (фиктивного), при;
водящего к | С | = | Н | (например, одна районная
котельная представляется в виде фиктивного
множества сотен мини;котельных для соответст;
вующих потребителей теплоты).
Максимальное паросочетание всегда полное.
Обратное утверждение в общем случае неверно.
Пусть имеется m потребителей некоторого ис;
точника и известны возможные варианты соеди;
нения этих потребителей сетью энергоснабже;
ния. Следовательно, можно построить граф
эксергоэкономических затрат [4;6] Z = (A, U), и
задача нахождения оптимальной энергоснабжа;
ющей сети состоит в нахождении основного де;
рева G = (A, U), обладающего минимальной эк;
сергоэкономической оценкой
. (1)
Метод оптимального синтеза системы тепло;
снабжения рассмотрим на примере кольцевых
сетей, хотя он может быть легко адаптирован и
для любых других структур сети.
Матричная форма специального алгоритма
оптимального синтеза одноконтурной кольцевой
теплоснабжающей сети [7], в основу которого
положен метод нахождения гамильтонова конту;
ра [8] симметрического графа термоэкономичес;
ких затрат Z = (A, U), приведена на рис. 1.
В данном случае соотношение (1) примет вид
, (2)
где Zij — термоэкономическая оценка взаимодей;
ствия пары потоков ij.
Пусть на р;шаге m – mp взаимодействующих
потоков ci, m > mp > 0 и n – np потоков hj, n > np > 0
достигли требуемых значений. Тогда, минимизи;
руя сумму (2) на каждом из р;шагов, получим в
итоге оптимальный вариант компоновки систе;
мы и искомое число элементов Aopt.
Граф и матрица термоэкономических затрат на
р;шаге показаны на рис. 2 и 3.
Задача сводится к определению таких векторов;
строк Zi = {Zi1, Zi2, …, Zimp} и векторов;столбцов
Zj = {Zj1, Zj2, …, Zjnp}, на пересечении которых на;
ходятся элементы, удовлетворяющие условию (2).
В результате находятся элементы Zij, оптималь;
ные для данного р;шага. Алгоритм решения не
min
i
min
ij
j
Z ZΣ = ∑ ∑
( )min
min ,
j i j
j
Z Z a aΣ = ∑
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 5 93
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Рис. 1. Симметрический граф
термоэкономических затрат для кольцевой сети
теплоснабжения.
Рис. 2. Граф термоэкономических
затрат на р#шаге.
меняется при переходе к р + 1 шагу и т. д. вплоть
до р = s. После каждого шага размеры матрицы Zij
будут уменьшаться и при р = s станут равными
нулю.
Число взаимодействующих пар, полученных
на всех s шагах, дает оптимальную с термоэконо;
мической точки зрения систему теплоснабжения
“источники теплоты” – “потребители теплоты”.
Изложенная методика может быть использова;
на при оптимизации конкретных комплексных си;
стем теплоснабжения, где рассматривается сочета;
ние “источник теплоты” — “потребитель теплоты”.
Выводы
Анализ и синтез комплексной системы тепло;
снабжения, состоящей из m источников и n по;
требителей теплоты, целесообразно проводить
методом оптимизации эксергоэкономической
концепции, позволяющей определить как энер;
гетическую, так и экономическую эффектив;
ность исследуемой системы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и
синтез химико;технологических систем. – М.:
Химия, 1998. – 432 с.
2. Тарасик В.П. Математическое моделиро;
вание технических систем: Учебн. для вузов. –
Мн.: Дизайн ПРО, 1997. – 640 с.
3. Nikulshin V., Andreev L. Energy Efficiency of
Complex Systems // Proceedings of International
Conference of Ocean Technology and Energy, OTEC
/ DOWA’99, Imari, Japan, 1999. – pp. 162–167.
4. Nikulshin V., Nikulshina V., Wu C., Bailey M.
Method of thermoeconomical optimization on graph
intensire systems with pair interplay of flows // Proc. of
the 15;th International Conference of Efficiency, Cost,
Optimization, Simulation and Environmental Aspects
of Energy Systems, Berlin, 2002. – pp. 1477;1484.
5. Драганов Б.Х. Термоэкономическая опти;
мизация энергетических систем при эксплуата;
ционном и экономическом режимах их работы //
Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2006. –
№ 2. – С. 8–10.
6. Wu C., Nikulshin V. Method of thermoeco;
nomical optimization of energy intensive systems
with linear structure on graphs // International
Journal of Energy Research. 2000. – 24. –
РР. 615–623.
7. Nikulshin V., Wu С. Method of thermodynamic
analyzes and optimization of energy intensive systems
on exergy flow graphs // Proceedings of IASTED
International Conference on Power and Energy
Systems. Las Vegas, Nevada, USA, 1999. – РР. 489–491.
8. Харари Ф. Теория графов. – М.: Мир, 1973. –
300 с.
Получено 23.04.2007 г.
94 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 5
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Рис. 3. Матрица графа термоэкономических
затрат на р#шаге.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61290 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:42:53Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Драганов, Б.Х. 2014-04-29T20:17:59Z 2014-04-29T20:17:59Z 2007 Оптимизация комплексной системы теплоснабжения / Б.Х. Драганов // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 5. — С. 92-94. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61290 519.6: 621.1 Излагаются основы эксергоэкономической оптимизации комплексной системы теплоснабжения «источник теплоты» – «потребитель теплоты» при возможном разном количестве как источников, так и потребителей теплоты. Викладено основи ексергоекономічної оптимізації комплексної системи теплопостачання «джерело теплоти» – «споживач теплоти» при можливій різній кількості як джерел, так і споживачів теплоти. We describe the foundations of energy and economic optimization of a complex heat supply system «heat source» – «heat consumer» for possible different quantities of both sources and consumers. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Оптимизация комплексной системы теплоснабжения Optimization of a complex heat supply system Article published earlier |
| spellingShingle | Оптимизация комплексной системы теплоснабжения Драганов, Б.Х. Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| title | Оптимизация комплексной системы теплоснабжения |
| title_alt | Optimization of a complex heat supply system |
| title_full | Оптимизация комплексной системы теплоснабжения |
| title_fullStr | Оптимизация комплексной системы теплоснабжения |
| title_full_unstemmed | Оптимизация комплексной системы теплоснабжения |
| title_short | Оптимизация комплексной системы теплоснабжения |
| title_sort | оптимизация комплексной системы теплоснабжения |
| topic | Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| topic_facet | Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61290 |
| work_keys_str_mv | AT draganovbh optimizaciâkompleksnoisistemyteplosnabženiâ AT draganovbh optimizationofacomplexheatsupplysystem |