ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА «ТЕПЛОСЕТЬ 3»

Юркевич А.А. 

Кандидат технических наук, доцент, Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова

ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА «ТЕПЛОСЕТЬ 3»

Аннотация

Автором разработана информационно-вычислительная система «ТеплоСеть 3» для оперативной системы Windows расчета стационарных гидравлических режимов тепловых сетей.  Разработанный программный комплекс «ТеплоСеть 3» позволяет решать задачи расчета потокораспределения (по заданной схеме сети, характеристик участков, действующим источникам и нагрузкам найти расходы на участках и давления в узлах).

Ключевые слова: информационно-вычислительная система, программный комплекс, задачи расчета потокораспределения.

Yurkevich A.A.

PhD of Technical Sciences, assosiate professor, Izhevsk State Technical University named MT Kalashnikov

COMPUTER INFORMATION SYSTEM «HEATNET 3»

Abstract

The author developed a data-processing system "HeatNet 3" for the Windows operating system for calculating the stationary hydraulic mode of heating networks. The developed software package "HeatNet 3" allows us to solve the problem of calculating the flow distribution (in a predetermined pattern network performance areas, the current source and the load to find the cost of plots and pressures in the nodes).

Keywords: information-processing system, software system, the problem of calculating the flow distribution.

Вопросы энергосбережения и реформирования ЖКХ  являются в настоящее время приоритетными в области научно-технической политики Правительства РФ. Одним из основных направлений энергосбережения является повышение требований к   проектированию, наладке и эксплуатации систем теплоснабжения. В этих условиях наряду с потребностью в новых технических и организационных решениях назрела необходимость в систематическом применении современных методов количественного обоснования проектных и эксплуатационных решений, в переходе на качественно новый уровень управления системами теплоснабжения и их развития с помощью дискретных математических методов и ЭВМ как обязательного условия дальнейшего прогресса в этой области. Таким образом, создание эффективного программного комплекса для осуществления проектирования, наладки и эксплуатации систем теплоснабжения является актуальной задачей.

На кафедре «Теплоснабжения, отопление, вентиляция и кондиционирование» ФГБОУ ВПО ИжГТУ имени М.Т.Калашникова разработан программный комплекс  «ТеплоСеть 3» для оперативной системы Windows расчета стационарных гидравлических режимов тепловых сетей [1-14]. На рис. 1 и рис. 2 представлены меню и некоторые рабочие окна программного комплекса «ТеплоСеть 3».

Программный комплекс «ТеплоСеть 3» осуществляет расчет стационарного потокораспределения в многокольцевых тепловых сетях при открытой и закрытой системе теплоснабжения с учетом рекомендуемых требований  СП 124.13330.2012 «СНиП 41-02-2003. Тепловые сети».

Рис. 1

Для расчета напоров и расходов воды в многокольцевых тепловых сетях используются методы, основанные на решении замкнутых систем нелинейных алгебраических уравнений.

Системы уравнений составляют из условий соблюдения закона сплошности и закона сохранения энергии, то есть аналогов первого и второго закона Кирхгофа для всех независимых узлов и контуров, а также с учетом замыкающих уравнений связи между напорами и расходами для всех участков сети. Как известно, для трубопроводов тепловых сетей справедлив квадратичный закон гидравлических потерь.

Для решения системы уравнений используется метод контурных расходов, разработанный в Сибирском энергетическом институте СО АН СССР.

Рис.2

Вследствие автоматизации всего процесса расчета вместе с такими операциями, как выбор системы главных контуров, построение начального приближения к расходам на участках сети и другими, исходные данные для ТеплоСеть 2 должны содержать следующую информацию:

1. Схему существующей тепловой сети, на которой на каждом участке известен диаметр, длина и местные сопротивления (компенсаторы, диафрагмы и т. п.);
2. Схему вводов открытой системы теплоснабжения в здание с основным оборудованием, для приведения ее к эквивалентной расчетной схеме;
3. Параметры и места установки источников (насосные подстанции, ТЭЦ и т. п.) действующего напора;
4. Параметры и места установки регуляторов расхода и регуляторов давления;
5. Нагрузки в узлах, источники подпитки и потребления.

Разработанный программный комплекс «ТеплоСеть 3» позволяет решать задачи расчета потокораспределения (по заданным схеме сети, характеристик участков, действующим источникам и нагрузкам найти расходы на участках и давления в узлах). Среди успешно решаемых задач расчета гидравлических режимов можно выделить три основные группы:

1. Многовариантные расчеты нормальных и аварийных режимов по заданным напорам источников, характеристик (сопротивлениям) участков и параметрам настройки регуляторов.
2. Задачи наладки тепловых сетей, связанные с определением сопротивлений дросселирующих органов у потребителей. Они возникают не только в процессе эксплуатации, но и при проектировании, так как для анализа переменных режимов необходимо знать параметры сети, которые смогут обеспечить требуемые расходы у потребителей в расчетном нормальном режиме работы.
3. Определение оптимальных с точки зрения эксплуатации режимов регулирования отпуска теплоты в нормальных и аварийных условиях. При решении этих задач находятся располагаемые напоры на выходе из источников и параметры настройки отдельных регуляторов, которые обеспечат поддержание в заданных пределах давлений во всех узлах при наименьшем числе насосных подстанций и устройств автоматики.

К положительным сторонам программного комплекса «ТеплоСеть 3» можно отнести следующие качества:

1. Программный комплекс воплотил в себе все положительные качества предыдущей версии данного продукта.
2. Визуализация и минимизация вводимой исходной информации о теплой сети позволяет сократить время ввода исходных данных в ЭВМ.
3. Визуализация и автоматизированная обработка результатов расчета позволяет выбирать оптимальные режимы эксплуатации тепловой сети.
4. Простота и доступность ввода исходной информации, получение и автоматизированная обработка результатов расчета  позволит обеспечить использование программного комплекса широким кругом потребителей.
5. Улучшенный и развитый интерфейс программного комплекса.

Литература

1. Юркевич А.А. Программный комплекс по расчету гидравлических и тепловых режимов закрытых и открытых систем теплоснабжения//Моделирование технических систем. Инновационные технологии в машиностроении и приборостроении: - Ч. 5.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. – С. 289 - 293
2. Юркевич А.А. Создание баз данных и расчета стационарного потокораспределения в тепловых сетях//Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности: Сб. материалов четвертой Российской НТК (г. Ульяновск, апрель, 2003 г.) - Т. 1. Ульяновск: Изд-во УГТУ, 2003. – С. 143-145
3. Юркевич А.А. Информацмонно-вычислительная система «Теплосеть» //Проблемы энерго-ресурсосбережения: Сб. материалов НТК (г. Ижевск, июнь, 2002 г.) - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003.- С. 52-57.
4. Юркевич А.А. Оптимизация гидравлических режимов открытых и закрытых систем теплоснабжения//Проблемы энерго-ресурсосбережения: Сб. материалов НТК (г. Ижевск, июнь, 2002 г.) - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. – С. 57-66.
5. Юркевич А.А., Ныркова М.М. Исследование и расчет надежности сетей теплоснабжения г. Ижевска на примере микрорайона «Буммаш»// "Промышленная и экологическая безопасность" - Ижевск: Издательством ООО «ЕВРО-18» при инф. поддержке Управления по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по УР, 2007.- № 7(9)- С. 70-72.
6. Юркевич А.А. Исследование надежности и оптимизация теплогидравлических режимов систем теплоснабжения// Проблемы энерго-ресурсосбережения и охраны окружающей среды: Сб. материалов НТК (г. Ижевск, 20 апреля, 2007 г.) - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2008. – С. 100-104.
7. Ныркова М.М., Юркевич А.А.  Проектирование сетей теплоснабжения с учётом надёжности// Проблемы энерго-ресурсосбережения и охраны окружающей среды: Сб. материалов НТК (г. Ижевск, 20 апреля, 2007 г.) - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2008. – С. 117-126.
8. Юркевич А.А. Отопление гражданского здания. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2005. – 68 с.
9. Юркевич А.А. Метод прогнозирования теплоизоляционных свойств строительных материалов и изделий: дис. канд.техн.наук. – Ижевск, 1999. – 125 с.
10. Юркевич А.А. Метод прогнозирования теплоизоляционных свойств строительных материалов и изделий: автореферат дис. канд.техн.наук. – Ижевск, 1999. – 20 с.
11. Юркевич А.А. Экспериментальное исследование потерь теплоты туннельной печи по производству керамических изделий ОАО «Альтаир»// Международный научно-исследовательский журнал. - - № 8-2 (15). - С. 84-90.
12. Юркевич А.А. Теплоперенос в замкнутых воздушных полостях строительных материалов и изделий// Международный научно-исследовательский журнал. - - № 8-2 (15). - С. 78-83.
13. Юркевич, А. А. Метод расчета сложного теплообмена в воздушных полостях и порах/А. А. Юркевич, В. Н. Диденко, Е. В. Корепанов//Вестн. ИжГТУ. -2000. - № 4. - С. 9-12.
14. Юркевич, А. А. Метод прогнозирования коэффициента теплопроводности неоднородных (пористых, пустотных) строительных материалов с учетом конвективного теплообмена и излучения/ А. А. Юркевич, В. Н. Диденко, Е.В. Корепанов //Вестник ИжГТУ. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1998. - №2 - С. 15 - 18.

References

1. Jurkevich A.A. Programmnyj kompleks po raschetu gidravlicheskih i teplovyh rezhimov zakrytyh i otkrytyh sistem teplosnabzhenija//Modelirovanie tehnicheskih sistem. Innovacionnye tehnologii v mashinostroenii i priborostroenii: - Ch. 5.- Izhevsk: Izd-vo IzhGTU, 2002. – S. 289 - 293
2. Jurkevich A.A. Sozdanie baz dannyh i rascheta stacionarnogo potokoraspredelenija v teplovyh setjah//Jenergosberezhenie v gorodskom hozjajstve, jenergetike, promyshlennosti: Sb. materialov chetvertoj Rossijskoj NTK (g. Ul'janovsk, aprel', 2003 g.) - T. 1. Ul'janovsk: Izd-vo UGTU, 2003. – S. 143-145
3. Jurkevich A.A. Informacmonno-vychislitel'naja sistema «Teploset'» //Problemy jenergo-resursosberezhenija: Sb. materialov NTK (g. Izhevsk, ijun', 2002 g.) - Izhevsk: Izd-vo IzhGTU, 2003.- S. 52-57.
4. Jurkevich A.A. Optimizacija gidravlicheskih rezhimov otkrytyh i zakrytyh sistem teplosnabzhenija//Problemy jenergo-resursosberezhenija: Sb. materialov NTK (g. Izhevsk, ijun', 2002 g.) - Izhevsk: Izd-vo IzhGTU, 2003. – S. 57-66.
5. Jurkevich A.A., Nyrkova M.M. Issledovanie i raschet nadezhnosti setej teplosnabzhenija g. Izhevska na primere mikrorajona «Bummash»// "Promyshlennaja i jekologicheskaja bezopasnost'" - Izhevsk: Izdatel'stvom OOO «EVRO-18» pri inf. podderzhke Upravlenija po tehnologicheskomu i jekologicheskomu nadzoru Rostehnadzora po UR, 2007.- № 7(9)- S. 70-72.
6. Jurkevich A.A. Issledovanie nadezhnosti i optimizacija teplogidravlicheskih rezhimov sistem teplosnabzhenija// Problemy jenergo-resursosberezhenija i ohrany okruzhajushhej sredy: Sb. materialov NTK (g. Izhevsk, 20 aprelja, 2007 g.) - Izhevsk: Izd-vo IzhGTU, 2008. – S. 100-104.
7. Nyrkova M.M., Jurkevich A.A. Proektirovanie setej teplosnabzhenija s uchjotom nadjozhnosti// Problemy jenergo-resursosberezhenija i ohrany okruzhajushhej sredy: Sb. materialov NTK (g. Izhevsk, 20 aprelja, 2007 g.) - Izhevsk: Izd-vo IzhGTU, 2008. – S. 117-126.
8. Jurkevich A.A. Otoplenie grazhdanskogo zdanija. Izhevsk: Izd-vo IzhGTU, 2005. – 68 s.
9. Jurkevich A.A. Metod prognozirovanija teploizoljacionnyh svojstv stroitel'nyh materialov i izdelij: dis. kand.tehn.nauk. – Izhevsk, 1999. – 125 s.
10. Jurkevich A.A. Metod prognozirovanija teploizoljacionnyh svojstv stroitel'nyh materialov i izdelij: avtoreferat dis. kand.tehn.nauk. – Izhevsk, 1999. – 20 s.
11. Jurkevich A.A. Jeksperimental'noe issledovanie poter' teploty tunnel'noj pechi po proizvodstvu keramicheskih izdelij OAO «Al'tair»// Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. - - № 8-2 (15). - S. 84-90.
12. Jurkevich A.A. Teploperenos v zamknutyh vozdushnyh polostjah stroitel'nyh materialov i izdelij// Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. - - № 8-2 (15). - S. 78-83.
13. Jurkevich, A. A. Metod rascheta slozhnogo teploobmena v vozdushnyh polostjah i porah/A. A. Jurkevich, V. N. Didenko, E. V. Korepanov//Vestn. IzhGTU. -2000. - № 4. - S. 9-12.
14. Jurkevich, A. A. Metod prognozirovanija kojefficienta teploprovodnosti neodnorodnyh (poristyh, pustotnyh) stroitel'nyh materialov s uchetom konvektivnogo teploobmena i izluchenija/ A. A. Jurkevich, V. N. Didenko, E.V. Korepanov //Vestnik IzhGTU. - Izhevsk: Izd-vo IzhGTU, 1998. - №2 - S. 15 - 18.