ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРОЙ И РАСХОДОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ КПД НАСОСОВ

Сергей Владимирович Панферов, Владимир Иванович Панферов

Аннотация


Проблема энергосбережения в жилищно-коммунальной сфере в настоящее время явля-ется весьма актуальной. Решение этой задачи возможно прежде всего за счет разработки и реализации в системах автоматизации оптимальных алгоритмов управления процессами ото-пления и теплоснабжения в целом. Рассматривается проблема выбора температуры и расхода теплоносителя по критерию минимума затрат электрической энергии на перекачку и сокра-щения тепловых потерь при его транспортировке по теплопроводам. При решении задачи учитываются характеристики теплопотребляющего оборудования и то значение теплоты, ко-торое, собственно, необходимо для поддержания требуемой температуры микроклимата зда-ний. Также при этом считается, что коэффициент полезного действия (КПД) сетевых насосов зависит от подачи – расхода перекачиваемой среды, а объект теплоснабжения представляется эквивалентным отопительным прибором. Данная задача представляет собой условную задачу оптимизации с двумя аргументами. Решение задачи приводит к необходимости отыскания корней полного алгебраического уравнения четвертой степени, в работе для этого использо-вали известные онлайн-калькуляторы. Приведены данные расчета оптимальных температуры и расхода для конкретных условий. Численными исследованиями подтверждено, что в ис-пользуемых в работе экстремальных точках действительно достигается локальный минимум критерия оптимизации. Указаны способы определения параметров отопительного прибора, являющегося расчетным эквивалентом теплопотребляющего оборудования объекта как по эксплуатационным, так и по расчетным данным, используемым при проектировании системы теплоснабжения. Установлено, что в тепловых сетях следует применять качественно-количественное регулирование процесса теплоснабжения, т. е. при изменении температуры наружного воздуха необходимо изменять не только температуру теплоносителя, но и его рас-ход. Следует подчеркнуть, что в настоящее время в подавляющем большинстве случаев ис-пользуется качественный метод регулирования процесса теплоснабжения. Полученные ре-зультаты могут быть использованы в составе алгоритмического обеспечения современных систем управления теплоснабжением.

Ключевые слова


температура и расход теплоносителя, критерий оптимальности, ко-эффициент полезного действия насоса, потери теплоты теплопроводом, эквивалентный отопительный прибор, затраты электроэнергии на перекачку, графики теплоснабжения, качественно-количественное ре

Полный текст:

PDF

Литература


Гавей, О.Ф. К вопросу об оптимальной температуре теплоносителя в системах центра-лизованного теплоснабжения / О.Ф. Гавей,В.И. Панферов // Теоретические основы теплога-зоснабжения и вентиляции: сб. докл. V Междунар. научн.-техн. конф. – М.: Изд-во МГСУ, 2013. – С. 298–302. 2. Панферов, В.И. Об оптимальном управле-нии температурой теплоносителя в тепловых сетях / В.И. Панферов, О.Ф. Гавей // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2014. – Т. 14, № 4. – С. 65–70. 3. Панферов, В.И. Управление температурой и расходом теплоносителя в тепловых сетях / В.И. Панферов, О.Ф. Гавей // Энергосбережение и водоподготовка. – 2016. – № 5(103). – С. 66–69. 4. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов / Е.Я. Соколов. – 7-е изд., стер. – М.: Изд-во МЭИ, 2001. – 472 с. 5. Здор, Г.Н. Автоматическое управление группой насосных агрегатов с целью снижения затрат электроэнергии / Г.Н. Здор, А.В. Синицын, О.А. Аврутин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заве-дений и энерг. объединений СНГ. – 2017. – Т. 60, № 1. – С. 54–66. 6. Шабанов, В.А. Влияние частоты вращения на КПД магистрального насоса / В.А. Шабанов, С.Ф. Шарипова, А.А. Ахметгареев // Электротех-нические и информационные комплексы и систе-мы. – 2013. – Т. 9, № 4. – С. 13–19. 7. Шабанов, В.А. Методы оценки и пути повы-шения эффективности частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов на дейст-вующих нефтепроводах / В.А. Шабанов // Нефте-газовое дело. – 2015. – Т. 13, № 3. – С. 73–82.

Регулирование подачи центробежных насо-сов. – http://www.nasosinfo.ru/ node / 19.

Гришин, А.П. Коэффициент полезного дей-ствия частотно-регулируемого насоса / А.П. Гри-шин, В.А. Гришин // Научные труды ВИЭСХ. – 2004. – Т. 89. – С. 118–127. 10. Гришин, А.П. Создание технических сис-тем управляемого водопользования в сельском хозяйстве: автореф. дис. … д-ра техн. наук / А.П. Гришин. – М.: Изд-во ГНУ ВИМ Россельхоза-кадемии, 2012. – 47 с.

Шабанов, В.А. Анализ коэффициента по-лезного действия магистральных насосов экс-плуатируемых нефтепроводов при использовании частотно регулируемого электропривода в функ-ции регуляторов давления / В.А. Шабанов, Э.Ф. Хакимов, С.Ф. Шарипова // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2013. – № 1. – С. 324–325. – http://www.ogbus.ru. 12. Аналитическое представление механиче-ских характеристик магистральных насосов при частотно-регулируемом электроприводе / В.А. Шабанов, В.М. Сапельников, М.И. Хакимья-нов, С.Ф. Шарипова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2014. – Т. 14, № 3. – С. 78–84. 13. Исаченко, В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. – М.: Энергоиздат, 1981. – 417 с. 14. Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева. – М.: Энергия, 1977. – 343 с. 15. Панферов, С.В. Об одном решении задачи построения общей модели теплового режима зда-ния и его системы отопления / С.В. Панферов, Н.А. Тренин, В.И. Панферов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2017. – Т. 17, № 3. – С. 24–33. DOI: 10.14529/ctcr170303. 16. Панферов, В.И. К решению задачи моде-лирования отопительных приборов и систем / В.И. Панферов, С.В. Панферов // Системы авто-матизации в образовании, науке и производстве: Труды X Всероссийской науч.-практ. конф. – Но-вокузнецк: СибГИУ, 2015. – С. 384–388. 17. Панферов, В.И. О некоторых решениях проблемы управления централизованным тепло-снабжением / В.И. Панферов, С.В. Панферов // Труды Академэнерго. – 2016. – № 2. – С. 95–108. 18. Панферов, С.В. Структурно-пара-метрический синтез адаптивной системы управ-ления температурным режимом отапливаемых зданий: автореф. дис. … канд. техн. наук / С.В. Панферов. – Челябинск, 2011. – 20 с. 19. Решение уравнения 4-й степени: онлайн-калькулятор. – https://planetcalc.ru/7715/ 20. Уравнение четвертой степени: онлайн-калькулятор. https://allcalc.ru/node/552 21. Шарапов, В.И. Регулирование нагрузки сис-тем теплоснабжения / В.И. Шарапов, П.В. Ротов. – М.: Изд-во «Новости теплоснабжения», 2007. – 164 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.