Вологдин, Сергей Валентинович. Исследование и оптимизация режимов теплоснабжения зданий, обслуживаемых централизованным источником тепла

Краткое описание

Вологдин, Сергей Валентинович. Исследование и оптимизация режимов теплоснабжения зданий, обслуживаемых централизованным источником тепла : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.16.- Ижевск, 2000.- 165 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/853-3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.Т. КАЛАШНИКОВА»
На правах рукописи
05201350231 ВОЛОГДИН СЕРГЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ
УДК 658.26, 519.6
МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и технике)
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Научный консультант д.т.н., профессор Якимович Б.А.
Ижевск 2012
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К ОПТИМИЗАЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ г 16
Выводы к главе I 27
2. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО АЛГОРИТМА РАСЧЕТА РАВНОВЕСНЫХ ТЕМПЕРАТУР ПОМЕЩЕНИЙ 28
2.1. Методика расчета теплопотерь зданий и помещений 29
2.2. Методика гидравлического расчета водотрубных систем 38
2.3. Методика расчета теплоотдачи отопительных приборов и труб 58
2.4. Алгоритм расчета равновесных температур помещений 77
Выводы к главе II 83
3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ СНИЖЕНИЯ ДИСБАЛАНСА СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 85
3.1. Оптимизация тепловых потоков между абонентами системы централизованного теплоснабжения 86
3.2. Оптимизация мощности теплоисточников, работающих на единую тепловую сеть, при наличии регуляторов напора и сопротивления 96
3.3. Оптимизация сопротивлений гидравлических регуляторов системы
отопления зданий 114
Выводы к главе III 721
4. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМНЫХ СВЯЗЕЙ И ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА АБОНЕНТОВ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ,
ОБСЛУЖИВАЕМЫХ ЕДИНЫМИ ТЕПЛОИСТОЧНИКАМИ 124
4.1 Исследование влияния параметров теплоносителя и элеваторных узлов на
температурный режим зданий 124
4.2. Разработка мероприятий по снижению дисбаланса отопительной системы зданий 139
Выводы к главе IV 142
5. ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И
ОПТИМИЗАЦИИ МНОГОУРОВНЕВОЙ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СЦТ 144
5Л. Анализ взаимосвязи основных элементов и задач по повышению энергоэффективности СЦТ 144
5.2. Разработка проблемно-ориентированного пакета прикладных программ «Энергоэффективность» 147
5.2.1. Программа «Информационно аналитическая система теплоснабжения и энергосбережения» 148
5.2.2. Программа автоматизации проведения энергетических обследований «Энергоаудитор» 171
5.2.3. Программа «Оптимизация тепловой сети» 184
5.2.4. Программа «Единая информационно - аналитическая система учета ТЭР в организациях бюджетной сферы УР» 192
5.3. Разработка оптимальных стратегий проведения энергосберегающих мероприятий 210
5.3.1. Энергоаудит, разработка и финансирование энергоресурсосберегающих мероприятий на объектах бюджетной сферы и жилищно-коммунальном хозяйстве 210
5.3.2. Разработка энергоэффективных мероприятия для СП «Тепловые сети» 222
5.3.3. Анализ эффективности энергосберегающих мероприятий по тепловой защите зданий 230
5.3.4. Технико-экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий 238
Выводы к главе V 261
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 263
ЛИТЕРАТУРА 265

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Предложенный комплекс системных моделей повышает энергоэффектив¬ность функционирования системы теплоснабжения путем минимизации дис¬баланса взаимозависимых уровней системы централизованного теплоснаб-жения до требуемого уровня.
2. Разработанная методика расчета равновесных температур удовлетворительно описывает процесс теплообмена помещений (среднеквадратическое отклоне¬ние фактических значений температуры от расчетных значений не превыша-ет 1,5°С), что позволяет провести адекватный анализ эффективности темпе¬ратурного режима зданий с учетом фактического состояния ограждающих конструкций и отопительной системы зданий.
3. Разработанная методика оптимизации мощности теплоисточников, позволяет минимизировать затраты на производство и транспортировку теплоносителя, определить оптимальный напор теплоносителя на различных участках мно¬гоконтурной тепловой сети и как следствие сократить дисбаланс первого уровня СЦТ.
4. Коэффициент дисбаланса отопительной системы микрорайона (второй уро¬вень СЦТ) в реальных условиях достигает 1,5 единиц. Предложенная мате¬матическая модель оптимизации тепловых потоков между абонентами по¬зволяет устранить дисбаланс и привести температуру воздуха зданий к тре¬буемой величине за счет регулирования гидравлического сопротивления абонентов в многоконтурной тепловой сети
5. Коэффициент дисбаланса отопительной системы зданий (третий уровень СЦТ) достигает 3 единицы. Предложенная математическая модель миними¬зации дисбаланса отопительной системы зданий позволяет привести темпе¬ратуру воздуха в помещениях зданий к требуемой величине за счет оптими¬зации сопротивлений гидравлических регуляторов и номенклатурного ряда отопительных приборов с учетом фактического состояния ограждающих конструкций.
6. Проведен анализ системных связей и закономерностей температурного ре¬жима зданий различных серий в многоконтурной тепловой сети, в частности получены следующие результаты:
a. с уменьшением температуры наружного воздуха дисбаланс системы уве¬личивается;
b. увеличение диаметра сопла элеватора на 20% приводит к повышению температуры помещений в среднем на 4°С;
c. увеличение сетевого расхода на 50% приводит к повышению температу¬ры помещений в среднем на 5°С;
б. условия обогрева квартир в жилых зданиях существенно отличаются ме¬жду собой: тепловые потери в угловых и не угловых квартирах одинако¬вой площади отличаются на 50-70 %;
е. проведение энергосберегающих мероприятий по тепловой защите зданий позволяет в 2-3 раза снизить потери тепла в зависимости от класса э^ер- гоэффективности зданий.
7. Разработанные алгоритмы оптимизации параметров СЦТ и практическая эксплуатация разработанного программного комплекса решает задачу по со¬кращению дисбаланса на всех уровнях иерархической СЦТ и создает необхо¬димые управленческие решения последовательного повышения качества функционирования системы, в т.ч улучшения теплотехнических свойств ог¬раждающих конструкций зданий.