APPLICATION OF GRAPH SPLITTANCE METHOD WHEN OPTIMIZING HEATING NETWORK PARAMETERS
https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-10-129-140
Abstract
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.
About the Author
S. V. Yakshin
130, Lermontov St., Irkutsk, 664033, Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. М.: Наука, 1985. 278 с.
2. 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.
3. 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.
4. Токарев В.В. Разработка методики секционирования кольцевых тепловых сетей закрытых систем теплоснабжения // Теплоэнергетика. 2018. № 6. С. 84-94.
5. 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.
6. 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
7. 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.
8. Todini Е., Pilati S. A gradient algorithm for the analysis of pipe networks // Computer Applications in Water Supply. L.: John Wiley & Sons, 1988. Vol. I. P. 1-20.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. Хасилев В.Я. Обобщенные зависимости для технико-экономических расчетов тепловых и других сетей // Теплоэнергетика. 1957. № 1. C. 28-32.
14. 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.
Review
For citations:
Yakshin S.V. APPLICATION OF GRAPH SPLITTANCE METHOD WHEN OPTIMIZING HEATING NETWORK PARAMETERS. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018;22(10):129-140. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-10-129-140
Views:
199
Email this article 