<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">ipolytech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">iPolytech Journal</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>iPolytech Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2782-4004</issn><issn pub-type="epub">2782-6341</issn><publisher><publisher-name>Irkutsk National Research Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21285/1814-3520-2018-10-129-140</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ipolytech-193</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА РАСЩЕПЛЕНИЯ ГРАФА ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>APPLICATION OF GRAPH SPLITTANCE METHOD WHEN OPTIMIZING HEATING NETWORK PARAMETERS</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Якшин</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Yakshin</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">s.yakshin@isem.irk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>130, Lermontov St., Irkutsk, 664033, Russian Federation</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>15</day><month>09</month><year>2020</year></pub-date><volume>22</volume><issue>10</issue><fpage>129</fpage><lpage>140</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Якшин С.В., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Якшин С.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Yakshin S.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/193">https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/193</self-uri><abstract><p>ЦЕЛЬЮ исследования является аналитическое решение задачи потокораспределения многоконтурной тепловой сети и использование этого решения при оптимизации параметров тепловой сети. МЕТОД. Метод расщепления графа, математическое моделирование гидравлической цепи, аналитический метод решения алгебраического уравнения четвертой степени. РЕЗУЛЬТАТЫ. Задача потокораспределения сведена к алгебраическому уравнению четвертой степени и получены решения этого уравнения методом Феррари. Проведена оценка погрешности приближенного аналитического решения задачи. Найдены зависимости экономической целевой функции от параметров схемы тепловой сети. ВЫВОДЫ. Предложенный метод расщепления графа позволил свести задачу потокораспределения к алгебраическому уравнению и получить его аналитическое решение, что существенно снизило объем вычислительной работы при моделировании и оптимизации гидравлической цепи. Линейное приближение функции, содержaщей квадратный корень, дает результат с точностью, приемлемой для инженерных расчетов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The PURPOSE of the study is an analytical solution of the flow distribution problem of a multi-circuit heating network and the use of this solution in the optimization of heating network parameters. METHOD. The study uses the method of splittance of graph, the mathematical modeling of a hydraulic circuit, the analytical method for solving biquadratic equation. RESULTS. The problem of flow distribution is reduced to an algebraic equation of the fourth degree, which is solved by Ferrari method. The error of the approximate analytical solution of the problem is estimated. The dependences of the economic value function on the parameters of the heating network circuit are found. CONCLUSIONS. The proposed method of graph splittance allowed to reduce the problem of flow distribution to the algebraic equation and obtain its analytical solution. This significantly reduced the amount of computational work when hydraulic circuit modeling and optimization. The linear approximation of the function containing the square root gives the result, the accuracy of which is acceptable for engineering calculations.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>тепловая сеть</kwd><kwd>гидравлический расчет</kwd><kwd>многоконтурность</kwd><kwd>потокораспределение</kwd><kwd>аналитический расчет</kwd><kwd>экономическая эффективность</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>heating network</kwd><kwd>hydraulic calculation</kwd><kwd>multi-circuit</kwd><kwd>flow distribution</kwd><kwd>analytical calculation</kwd><kwd>economic efficiency</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. М.: Наука, 1985. 278 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. М.: Наука, 1985. 278 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Новицкий Н.Н., Сухарев М.Г., Тевяшев А.Д. и др. Развитие методов теории гидравлических цепей для анализа и синтеза свойств трубопроводных систем как объектов управления // Трубопроводные системы энергетики: математическое моделирование и оптимизация. Новосибирск: Наука, 2010. C. 58-73.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Новицкий Н.Н., Сухарев М.Г., Тевяшев А.Д. и др. Развитие методов теории гидравлических цепей для анализа и синтеза свойств трубопроводных систем как объектов управления // Трубопроводные системы энергетики: математическое моделирование и оптимизация. Новосибирск: Наука, 2010. C. 58-73.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Токарев В.В., Шалагинова З.И. Методика многоуровневого наладочного расчета теплогидравлического режима крупных систем теплоснабжения с промежуточными ступенями управления // Теплоэнергетика. 2016. № 1. C. 71-80.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Токарев В.В., Шалагинова З.И. Методика многоуровневого наладочного расчета теплогидравлического режима крупных систем теплоснабжения с промежуточными ступенями управления // Теплоэнергетика. 2016. № 1. C. 71-80.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Токарев В.В. Разработка методики секционирования кольцевых тепловых сетей закрытых систем теплоснабжения // Теплоэнергетика. 2018. № 6. С. 84-94.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Токарев В.В. Разработка методики секционирования кольцевых тепловых сетей закрытых систем теплоснабжения // Теплоэнергетика. 2018. № 6. С. 84-94.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алексеев А.В., Новицкий Н.Н. Современное состояние и опыт применения ИВС «АНГАРА» для решения задач проектирования, эксплуатации и диспетчерского управления системами водоснабжения // Трубопроводные системы энергетики: Математические и компьютерные технологии интеллектуализации. Новосибирск: Наука, 2017. C. 340-353.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Алексеев А.В., Новицкий Н.Н. Современное состояние и опыт применения ИВС «АНГАРА» для решения задач проектирования, эксплуатации и диспетчерского управления системами водоснабжения // Трубопроводные системы энергетики: Математические и компьютерные технологии интеллектуализации. Новосибирск: Наука, 2017. C. 340-353.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Vasant P., Voropai N.I. Sustaining power resources through energy optimization and engineering. Hershey, PA: Engineering Science Reference (of IGI Global), 2016. DOI:10.4018/978-1-4666-9755-3</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vasant P., Voropai N.I. Sustaining power resources through energy optimization and engineering. Hershey, PA: Engineering Science Reference (of IGI Global), 2016. DOI:10.4018/978-1-4666-9755-3</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Якшин С.В. Метод расщепления графа и принцип аддитивности тепловой сети // Вестник ИрГТУ. 2017. Т. 21. № 4. С. 127-138. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-4-127-138.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Якшин С.В. Метод расщепления графа и принцип аддитивности тепловой сети // Вестник ИрГТУ. 2017. Т. 21. № 4. С. 127-138. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-4-127-138.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Todini Е., Pilati S. A gradient algorithm for the analysis of pipe networks // Computer Applications in Water Supply. L.: John Wiley &amp; Sons, 1988. Vol. I. P. 1-20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Todini Е., Pilati S. A gradient algorithm for the analysis of pipe networks // Computer Applications in Water Supply. L.: John Wiley &amp; Sons, 1988. Vol. I. P. 1-20.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Review of optimization models for the design of polygeneration systems in district heating and cooling networks / J. Ortiga, J.C. Bruno, A. Coronas, I.E. Grossman; ed. by V. Plesu, P.S. Agachi // 17th European Symposium on Computer Aided Process Engineering. ESCAPE 17. Elsevier, 2007.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Review of optimization models for the design of polygeneration systems in district heating and cooling networks / J. Ortiga, J.C. Bruno, A. Coronas, I.E. Grossman; ed. by V. Plesu, P.S. Agachi // 17th European Symposium on Computer Aided Process Engineering. ESCAPE 17. Elsevier, 2007.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wang Jinda, Zhou Zhigang, Zhao Jianing A method for the steady-state thermal simulation of district heating systems and model parameters calibration // Energy Conversion and Management. 2016. V. 120. P. 294-305.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang Jinda, Zhou Zhigang, Zhao Jianing A method for the steady-state thermal simulation of district heating systems and model parameters calibration // Energy Conversion and Management. 2016. V. 120. P. 294-305.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Static study of traditional and ring networks and the use of mass flow control in district heating applications / Maunu Kuosa, Kaisa Kontu, Tapio Makila, Markku Lampinen, Risto Lahdelma//Applied Thermal Engineering. 2013. V. 54. № 2. P. 450-459.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Static study of traditional and ring networks and the use of mass flow control in district heating applications / Maunu Kuosa, Kaisa Kontu, Tapio Makila, Markku Lampinen, Risto Lahdelma//Applied Thermal Engineering. 2013. V. 54. № 2. P. 450-459.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Стенников В.А., Соколов Д.В., Барахтенко Е.А. Методический подход к оптимизации параметров сложных теплоснабжающих систем на основе многоуровневой декомпозиции модели // Трубопроводные системы энергетики: математические и компьютерные технологии интеллектуализации. Новосибирск: Наука, 2017. C. 247-257.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Стенников В.А., Соколов Д.В., Барахтенко Е.А. Методический подход к оптимизации параметров сложных теплоснабжающих систем на основе многоуровневой декомпозиции модели // Трубопроводные системы энергетики: математические и компьютерные технологии интеллектуализации. Новосибирск: Наука, 2017. C. 247-257.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хасилев В.Я. Обобщенные зависимости для технико-экономических расчетов тепловых и других сетей // Теплоэнергетика. 1957. № 1. C. 28-32.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Хасилев В.Я. Обобщенные зависимости для технико-экономических расчетов тепловых и других сетей // Теплоэнергетика. 1957. № 1. C. 28-32.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пеньковский А.В. Стенников В.А. Поиск равновесия спроса и предложения на конкурентном рынке тепловой энергии // Трубопроводные системы энергетики: Математические и компьютерные технологии интеллектуализации. Новосибирск: Наука, 2017. C. 293-307.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пеньковский А.В. Стенников В.А. Поиск равновесия спроса и предложения на конкурентном рынке тепловой энергии // Трубопроводные системы энергетики: Математические и компьютерные технологии интеллектуализации. Новосибирск: Наука, 2017. C. 293-307.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
