автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Обеспечение эффективности автоматизированной системы управления температурным режимом производственных зданий

На правах рукописи

СОКОЛОВА Светлана Станиславовна

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИАВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Специальность 05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (промышленность, промышленная безопасность и экология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2004

Работа выполнена на кафедре «Энергетические и санитарно-технические системы» в Тульском государственном университете

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Степанов Владимир Михайлович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Ларкин Евгений Васильевич

кандидат технических наук Русаков Олег Львович

Ведущая организация — ОГУП «Тулаоблжилкомхоз»

Защита состоится 18 июня 2004 г. в ^ часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.05 при Тульском государственном университете (300600, г. Тула, проспект им. Ленина, 92, корп. 9, ауд. 101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан

/Л

мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.М. Панарин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы, В производственных зданиях необходимо поддерживать нормативные условия микроклимата, что будет способствовать снижению числа заболеваний работников предприятий, улучшению их самочувствия, повышению производительности труда и качества продукции.

Фактором, в наибольшей степени определяющим комфортность условий труда, является температура воздуха в производственных помещениях. Необходимо отметить, что недостаточно отапливаемые здания быстрее разрушаются вследствие нарушения температурно-влажностного режима эксплуатации их конструкций. Технологические процессы получения и хранения ряда продуктов, изделий и веществ также требуют строгого поддержания заданной температуры помещений.

Требования к диапазону изменения температуры воздуха в производственных помещениях определяются нормативными документами. В аварийных ситуациях (прекращение циркуляции теплоносителя в системе и перевод потребителей на лимитированное отопление) допустимо кратковременное снижение температуры в помещениях промпредприятий ниже требуемой. Здание и система отопления в такой ситуации начинают остывать, но благодаря их теплоаккумулирующей способности этот процесс протекает инерционно. В задачу организации поддержания требуемой температуры входит обеспечение таких технических характеристик системы, которые не позволяют опуститься температуре внутри помещений ниже заданного предела на время восстановительных работ и снизить вероятностные характеристики отказов.

Анализ отечественной научной и технической литературы показывает, что количественная оценка надежности и поиск экономически более целесообразного уровня надежности таких систем на этапе технико-экономического обоснования и стадии проектирования в комплексе не производились.

В связи с вышеизложенным появляется необходимость в разработке комплексной методики расчета показателей эффективности поддержания требуемой температуры в производственных помещениях, позволяющих на этапе проектирования сравнить различные инженерные решения с учетом условий эксплуатации. Разработка методов оценки надежности таких систем на промышленных предприятиях для повышения эффективности их работы является актуальной научной задачей.

Диссертационная работа выполнена в рамках НИОКР «Оптимизация энергетических потоков, систем учета, контроля и управления /ПТ.447(4.15/», «Разработка методик энергоэкологического мониторинга систем энергообеспечения образовательных учреждений /3.4.2.(24.5) 227.163/», «Разработка обучающего комплекса по рациональному энергопотреблению для демонстрационной зоны по энергосбережению Центрального региона России (на базе Тульского государственного университета) /3.4.1.(00.0) 227.117/» и планов НИР Тульского государственного университета.

Объектом исследования диссертационной работы является система управления температурным режимом в производственных зданиях, обеспечивающая нормативные показатели микроклимата в их помещениях, включающая объект управления и устройство управления.

Предметом исследования являются характеристики системы, определяющие в комплексе ее эффективность и влияние на поддержание заданных температурных режимов в производственных помещениях в зависимости от изменения параметров ее отдельных элементов.

Цель работы - повышение эффективности систем управления температурным режимом производственных зданий при долговременной эксплуатации в условиях нестабильности внешних воздействий.

В соответствии с поставленной целью автором решены следующие задачи:

1. Выделены основные элементы структуры автоматизированной системы управления температурным режимом в производственном здании, исследованы особенности системы как объекта управления и исследованы факторы, определяющие эффективность системы.

2. Разработана модель переходных и установившихся процессов, обеспечивающая исследование системы как объекта управления.

3. Определены изменения параметров, влияющие на возникновение отказов в системе.

4. Проведена комплексная оценка надежности автоматизированной системы при отказах и восстановлениях ее элементов.

5. Разработана методика оценки уровня и показателей надежности автоматизированной системы, обеспечивающая требуемую температуру в производственных помещениях.

6. Определены зависимости для расчета уровня и показателей надежности.

7. Проведено экспериментальное исследование, подтверждающее эффективность комплексной оценки системы с учетом требуемого уровня надежности.

Методы исследования. В работе используются методы теории управления, теории функций чувствительности, имитационное моделирование, методы теории вероятностей и математической статистики, вычислительный и производственный эксперименты.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Сформирована структурно-параметрическая модель объекта управления как термодинамической системы состоящей из множества отопительных приборов и трубопроводов с перемещающимся по ним теплоносителем, рассматриваемым как макротело, выделенное из жидкости с помощью реальных границ.

2. Получены обобщенные зависимости для исследования переходных и установившихся процессов в системе при комплексной оценке ее эффективности и чувствительности к изменениям параметров элементов.

3. Установлены критерии определения вариантов управления теплоэнергетическими потоками обеспечивающие рациональное использование их энергетических возможностей.

4. Установлена область отказоустойчивости системы, учитывающая состояния, удовлетворяющие техническим условиям эксплуатации.

5. Определено влияние уровня надежности на формирования рациональной структуры системы управления температурным режимом в производственном здании.

6. Разработан алгоритм управления системой, обеспечивающий требуемый уровень ее эффективности.

Практическая ценность работы заключается в применении комплекс -ной методики оценки формирования управления параметрами теплоносителя для обеспечения требуемого уровня эффективности системы.

Реализация результатов диссертационной работы. Разработанная комплексная методика оценки надежности автоматизированных систем поддержания заданной температуры с учетом требуемого уровня надежности, обеспечивающая повышение эффективности функционирования при долговременной эксплуатации в условиях нестабильности внешних воздействий и алгоритм управления отопительной системой производственных зданий, учитывающий требуемый уровень надежности, использовались Тульским государственным университетом и ОГУП «Тулаоблжилкомхоз» при балансировке отопительных систем и в обучающем комплексе по рациональному энергопотреблению при подготовке кадров и повышении квалификации инженерно-технических работников учебно-техническим центром «Энергоэффективность» ТулГУ.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 7 статей. Основные положения диссертационной работы и ее отдельные разделы докладывались на следующих конференциях и семинарах: 1. XXXIX международная научно-техническая конференция ААИ (г. Москва, МАМИ, 2002), 2. Седьмая Всероссийская научно-техническая конференция (г. Нижний Новгород, 2002), 3. Международная научно-техническая конференция «Энергосбережение - 2003» (г. Тула, 2003 г.).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, изложенных на 150 страницах машинописного текста и включающего 36 рисунков, 8 таблиц, 2 приложений на 9 страницах и списка использованной литературы из 123 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится краткое обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы цели и задачи работы. Дана краткая характеристика работы.

В первом разделе дана характеристика системы как объекта исследования.

В качестве объекта исследования из множества возможных реализаций выбрана автоматизированная центральная низкотемпературная система во-

дяного отопления с предельной температурой теплоносителя (горячей воды) 0. £100"С.

Показано, что рассматриваемая автоматизированная система отопления представляет собой техническую систему (рис. 1), предназначенную для обеспечения комфортных условий в производственных зданиях и сооружениях, в которых в зависимости от их назначения поддерживают постоянный или переменный тепловой режим.

Рис. 1. Структурная схема автоматизированной системы управления отоплением здания производственного назначения ТЦ - тепловой центр; ТИ - тепловой источник; АТП -автоматизированный тепловой пункт; ТП - теплопроводы;

ОП - отопительные приборы; ПП- производственные помещения; ТН - теплоноситель.

Проанализированы возмущающие воздействия со стороны окружающей среды, определяющие теплопотребность отдельных помещений здания.

Определены факторы, влияющие на переменный тепловой баланс помещений, зависящие от метеорологических условий, а также особенностей теплообмена помещений в нестационарных условиях.

Отмечено, что теплопередача отдельных участков системы компенсирующая недостаток тепла, зависит от расхода О в системе и температуры поступающей в данный участок воды, и особенностей процесса теплопередачи <р. (¿^ = /((3,вв,<р). В расчетных для работы системы условиях (при расчетной отопительной температуре для данной местности 0п/т, и расчетных температуре в^^И расходе в поступающей в систему воды, при неизменной структуре) теплопередача системы водяного отопления полностью соответствует теплопотребности помещений здания. Од-

нако расчетные значения температуры наружного климата в течение отопительного сезона выдерживаются сравнительно небольшой период времени. Все остальное время и при поддерживании величин параметров теп-

лоносителя на расчетном уровне происходит перегрев помещений и перерасход тепла.

В результате анализа возмущающих метеорологических воздействий со стороны окружающей среды выявлена определяющая степень влияния изменения температуры наружного воздуха на переменную теплопотреб-

ность помещений здания. При этом надежность системы водяного отопления рассматривается как способность системы или отдельных ее элементов поддерживать заданную температуру помещений при сохранении эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение требуемого периода действия и как критерий эффективности.

Система водяного отопления как технологический объект управления, относится к инерционным системам с распределенными параметрами, что объясняет сложность управления ими по сравнению со многими другими техническими сооружениями, где для достижения конечного результата уже использованы известные классические методы управления, а также современное оборудование управления технологическими процессами.

Регулирование тепловой мощности системы отопления является главным управляющим воздействием при создании комфортных климатических условий в производственном помещении и экономии тепловой энергии. Регулирование теплоотдачи отопительных приборов заключается в управлении переменными параметрами теплоносителя которые способны изме-

няться в соответствии с заданным в алгоритмом управления.

На основе анализа отечественной научной и технической литературы сделан вывод о том, что для оценки надежности необходим комплексный анализ работы системы водяного отопления, учитывающий его особенности как объекта управления, так как раздельное рассмотрение и последующее суммирование надежностей источника тепла, тепловых сетей и прочего оборудования могут привести к завышенному уровню надежности системы и перерасходу средств. Комплексная оценка уровня надежности с учетом повышения технического уровня проектируемой или реконструируемой системы, оценка конструкционной, функциональной, параметрической надежности на стадии проектирования и эксплуатации при управлении параметрами системы с целью обеспечения ее эффективного функционирования до настоящего времени не производилась. По результатам анализа состояния вопроса поставлена задача исследований.

Во втором разделе разработана математическая модель системы водяного отопления как объекта управления.

Показано, что для регулирования теплоотдачи системы отопления при управлении параметрами ее теплоносителя в зависимости от разработанного алгоритма для управления, могут использоваться различные принципы управления.

Обоснован наиболее рациональный принцип управления системой водяного отопления по двум параметрам: по температуре наружного воздуха в. и температуре обратной воды

Состояние термодинамической системы, какой является система водяного отопления, определяется совокупностью состояний теплоносителя в отопительных приборах из которых она состоит. Теплоноситель, перемещающийся по трубопроводам, рассматривается как макротело, выделенное из жидкости с помощью реальных границ. Если в текущий момент времени

I известен объем У?, занимаемый теплоносителем в отопительном приборе,

то, имея в виду плотно р-.

IV

, э ж н о охарактеризовать состояние воды в

этом объеме совокупностью трех параметров Р,0,р. Иногда в указанной совокупности вместо плотности р используется удельный объем № = . Изменение состояния теплоносителя в системе водяного отопления отражается следующими характеристиками: Д, - секундным массовым приходом жидкости в I - ый канал в отопительный п р и б ндным мас-

совым расходом жидкости из канала отопительного прибора ,

П, -удельным приходом энергии жидкости по /-му каналу в отопительный прибор; П) - удельным расходом жидкости по J -му каналу из отопительного прибора.

Обобщенным уравнением состояния, позволяющим описать термодинамическое поведение жидкости в широкой области параметров состояния, является уравнение в вириальной форме, которое для воды имеет вид:

.Я, {в)

Во И „ЛИ

где В„(в) -

или в развернутой записи : р = "''' + ' +

И> " 1С и>~

функции температуры. При исследовании термодинамических свойств воды, которая эксплуатируется в определенном диапазоне давлений и температур, вполне достаточно ограничиться двумя членами уравнения, то есть

В В {д\

>= '+ ', где Ва(в) и Вх{е) представляют собой полиномы вида:

ва(о)=х, + хге+х,е2+х£'\

где ^...х, - вириальные коэффициенты. Значения

В,(0) = х,+х60+хт01;

коэффициентов могут меняться в зависимости от свойств используемого теплоносителя.

Отмечено, что когда изменение состояния теплоносителя в полости отопительного прибора (рис.2.) происходит за счет прихода жидкости из системы через одно отверстие в отопительном приборе площадью и расхода жидкости из полости в систему через другое отверстие площадью 5у, и теплоноситель в полости прибора в начальный момент времени имеет параметры система дифференциальных уравнений, отражающая процесс в проточной полости, принимает вид:

Рис. 2.Анализ процессов в отопительном приборе системы водяного отопления Для установившегося режима течения жидкости в проточной полости прибора постоянного объема система, описывающая связь температуры теплоносителя с давлением в полости отопительного прибора и площадями входных и выходных отверстий, имеет вид:

—(2х, + хг0,+~хЛ2 )= и> \.3 3 )

= + *Л - *<*])+ *» + *Ь91 + )

I - (х, +х 2 9, + хъ0) + хА) )+ ^(х, +х10, +Х,в; + хАв)У +4 Р,(х, +х6в1 +

Полученная система уравнений позволяет оценить параметры тепло-

носителя среднюю температуру в отопительном приборе и плотность тепло-

носителя при установившемся режиме. При известной температуре на входе

в отопительный прибор это позволяет определить температурный напор ото-

пительного прибора при известной температуре внутри помещения.

В связи с тем, что система водяного отопления представляет собой ряд соединенных между собой отопительных приборов (рис.3), параметры состояния теплоносителя в каждом последующем приборе зависят от параметров состояния предыдущего.

Рис.3 Анализ процессов в двух последовательно соединенных отопительных приборах Система дифференциальных уравнений для определения параметров состояния в переходном состоянии теплоносителя в последовательности отопительных приборов имеет вид:

скорости теплоносителя в отопительных

приборах. Я,2 = ",Г'(2.х| + хгв, + + у*^' ^

При установившемся движении система дифференциальных уравнений преобразуется в систему алгебраических уравнений:

Уравнение

позволяет находить установившиеся зна-

чения скоростей

Таким образом, полученная система уравнений позволяет вычислить параметры теплоносителя в последовательности двух и более отопительных приборов с учетом их взаимозависимости. Это является определяющим для исследования функционирования однотрубных систем водяного отопления с верхней и нижней разводкой, например, в условиях индивидуального количественного регулирования терморегулирующими кранами отопительных приборов, расположенными на разных этажах производственных зданий, для разработки мероприятий, препятствующих разрегулированию системы.

Для анализа процесса теплоотдачи отопительными приборами приведенные системы уравнений предлагается дополнить уравнениями, описывающими теплообмен с окружающей средой и задержку в трубопроводах:

гДе ЧфпР и йот " векторы переноса теплоты теплопроводностью и конвекцией; Я - коэффициент теплопроводности в о д/^1-; шютнлсиьп осителя; v - вектор скорости теплоносителя;

Эти уравнения позволяют установить связь между полем температур и полем энтальпии. Чтобы аналитически найти поля температур (энтальпии) и скоростей и определить ¿¡, необходимо воспользоваться дополнительно уравнениями энергии, движения и сплошности. В связи с тем, что системы водяного отопления производственных предприятий обладают значительной тепловой инерцией, начиная с некоторого расстояния от начальной точки перемещения теплоносителя, жидкость по всему поперечному сечению трубы испытывает тормозящее действие сил вязкости, в результате чего, происхо-дпт изменение ее температуры как по сечению, так и по длине трубопровода. Температура на выходе из трубопровода длиной I определяется в виде:

ОО-М'-г),

где

= —[сек].

Таким образом, любой элемент системы отопления можно считать звеном с чистым запаздыванием, зависящим от расхода теплоносителя О и параметров трубопроводов и отопительных приборов.

Кроме параметров теплоносителя, существенными факторами, изменяющими теплоотдачу отопительных приборов по сравнению с ожидаемой, является вид отопительных приборов, способ соединения радиаторов с теплопроводами, время хранения отопительных приборов на складе до их установки. К эксплуатационным параметрам, влияющим на теплоотдачу, можно отнести общее состояние системы, зависящее, в частности, от живых сечений трубопроводов, наличия отложений на стенках труб и отопительных приборов, наличия окрашенных поверхностей, решеток, отражателей, а также, изменение площади теплоотдающей поверхности и мест установки приборов. Определена зависимость изменения толщины отложений на стенках труб и приборов от времени эксплуатации системы, которая имеет вид:

предельная толщина отложении;

константа скорости

■ е м я релаксации системы; М„

процесса о т л о ж е,-;гг с

мально возможная в данных условиях удельная масса отлагающейся накипи.

Большое влияние на изменение параметров оказывают режимы работы систем регулирования и устанавливаемые данные настройки.

В результате исследования установлено, что в системе водяного отопления имеет место многопараметрическая деградация элементов, приводящая к потере надежности функционирования автоматизированной системы отопления (рис. 4) и возникновению параметрических отказов.

Рис.4. Область эффективного функционирования СВО Ч* при ограничении допустимыми порогами

Kyi, Kzi, , характеризующими изменение параметров

Если определять чувствительность к каждому параметру (ax,a^,a2j,

влияющему на отказ в системе, то можно выделить некоторую область ограниченную допустимыми порогами К. внутри которой будут состояния системы, удовлетворяющие техническим условиям эксплуатации системы с точки зрения ее эффективности, а сама функция чувствительности, получен-

ная тем или иным способом, позволяет определить влияние отклонения параметра а на выходной сигнал, т.е. температуру 6 .

Функция чувствительности г(£,а о) определена из передаточной функции объекта. На основе приведенных в приложении экспериментальных данных предложено считать систему водяного отопления инерционной системой первого порядка с постоянной времени Т, изменяющейся на некоторую величину а в зависимости от изменения других параметров. При этом функция чувствительности для системы отопления будет иметь вид:

Сигнал на выходе системы водяного отопления с учетом изменений Т определится выражением:

В третьем разделе проведены исследования надежности системы водяного отопления, отказов и восстановлений элементов системы.

Показано, что система может рассматриваться в двух состояниях: работоспособности и отказа, которые применимы как к системе в целом, так и к каждому ее элементу. Для обозначения состояния /то элемента вводится его индикатор - бинарная переменная Л) такая, что

[1,если]-й элемент работоспособен, [О,. если элемент не работоспособен, где./ = 1, 2,..., х, =х,(1).

Бинарная пер(

отопления и

1, если система работоспособна, принимает значения [0, если система не работоспособна,-

и является функцией времени ф = ф>[х,(().....*Д0>■■■»•*/(')] • Функция-

является структурной функцией системы, и ее вид полностью определяется соответствующими структурными связями между элементами системы.

Определено, что любой элемент системы отопления подвергается деградации в результате естественного старения, причем вследствие естественных причин значение некоторого параметра у меняется с течением времени по зависимости у(1). При этом существует такое значение У параметра у, что бинарная • переменная^ .обозначающая состояние элемента Е, принимает значения.

На зависимость у{() (рис.5) накладываются случайные факторы в виде внешних воздействий окружающей среды, которые в первом приближении можно считать некоррелированным "белым шумом" и(/). Таким образом, процесс параметрической деградации описывается зависимостью:

14

®(0 = >(<)+"(')•

У

I

Рис.5. График формирования отказов при наличии внешних воздействий

I >

Параметрический отказ возникает в случае, если величина to^t) в некоторый момент времени Г выходит за порог Y, Т.е. ст(г) = у(т) + п(т) й Y.

При y{t) —у— const плотность распределения времени между двумя выходами величины a(f) за порог Y определяется экспоненциальным законом распределения: f(t \ cx(f) й К) = Лехр(—At), где А • интенсивность отказов.

Отказы в течение промежутка времени А возникают с вероятностью q, элемент остается работоспособным с вероятностью р = 1 - q.

Если величина y{t) Ф const, то плотность распределения времени между двумя выходами величины o(i) за порог Y определяется также экспоненциальным законом распределения:

где нестационарная (изменяемая во времени) функция интенсивности

отказов.

Система водяного отопления представляет собой некоторую структуру, включающую У элементов с межэлементными связями. Отказы структуры сводятся к исключению из структуры элементов и/или межэлементных связей.

В процессе функционирования системы водяного отопления возможны ситуации, приведенные на рис. 6.

При построении моделей приняты следующие допущения: отказы элементов происходят вследствие параметрической деградации с наложением случайных факторов;

процессы деградации в различных элементах некоррелированы, вследствие чего отказы различных элементов невзаимосвязаны, и отказ одного из элементов не влияет на отказы остальных элементов;

отказы элементов разнесены во времени, одновременный отказ двух и более элементов возможен лишь с вероятностью, на порядок меньшей одиночного отказа.

'■О-о 1-0-0-0

б)

Рис.6.Структуры а) с потерей работоспособности в результате отказа одного элемента; б) с потерей работоспособности в результате отказа т элементов из У; в) с потерей работоспособности в результате отказа т элементов из Зи одного из оставшихся К элементов

Последовательное соединение приборов в системе водяного отопления представлено структурой (рис. 6а). Отказ одного из элементов, либо разрыв одной из межэлементных связей приводит к отказу всей системы в целом.

Параллельное соединение приборов в системе представлено взвешенным графом с У параллельными дугами (рис. 66). Система остается работоспособной, если количество целых связей будет не меньше 3 - т, то есть к отказу системы приводит отказ более чем т любых элементов из «Л Предельным случаем ситуации будет являться случай, когда для отказа системы необходим разрыв всех У межэлементных связей.

Параллельно-последовательное соединение приборов в системе представлено структурой (рис. 6в). К отказу системы приводит отказ т из / вполне определенных элементов или любого из оставшихся К элементов

Показано, что с точки зрения теории надежности элементы автоматизированной системы отопления для конкретных потребителей соединены последовательно, то есть отказ хотя бы одного элемента приводит к отказу системы. Предполагается, что в технической системе отопления имеет место внезапный отказ элемента, то есть такое нарушение работоспособности, когда отказавший элемент необходимо немедленно выключить из работы. Отказы в системе возникают независимо друг от друга. Процессы возникнове-

ния отказов в системе характеризуются стационарностью, отсутствием последействия и ординарностью. Последовательность случайных отказов элементов системы относится к простейшему потоку случайных событий или однородному процессу Пуассона. Определено, что автоматизированная система отопления является ремонтируемой или восстанавливаемой, так как при отказах ее элементов их восстанавливают или заменяют новыми.

Моделирование потока отказов и восстановлений осуществляется на основании численного моделирования функционирования элементов системы водяного отопления зданий с учетом требуемого уровня надежности, воспроизведения отказов и восстановлений и изменения теплоотдачи системой отопления Qaн в процессе управления параметрами теплоносителя. Моделирование значений наработки между отказами элементов и времени восстановления производится на протяжении расчетного интервала времени ТГ4, которое определяет их работоспособность (рис.7).

Номер элемента С1рулуры

СО

2 3

Q-

Рис. 7. Схема моделирования функционирования системы отопления с восстановлением элементов где Та,Тю - случайные значения наработки до отказа и времени восстановления я-гоэлемента системы отопления; О,,-теплопередача в помещения системой отопления на i-OM интервале^интервалы постоянства тепловой нагрузки и состава работоспособного и отказавшего оборудования; Tf -

срок работоспособности системы отопления.

Расчетный отпуск тепла теплоисточником на отопление производст-

, ь

венного здания за период Г, : W^ £(&»,., т,)!п, величина недоотпуска

I-I 1*1

. т,

теплоты теплоисточником за ТР- составляете^ = , )7) In.

i>i iii

Коэффициент готовности кг относительно уровней температур в,, представляющий собой допустимое изменение температуры воздуха в отапливаемых помещениях, имеет вид: кг = !{ТГ п) при условии

«-I

в.¡¿в.Вероятность безотказной работы системы отопления произ-

т.,' Тв/ Тш1

/ ч

Т.,1 Тм' т„'

Ч/ N

Т«1 Тю1 т.,' Те; Т«-

/ \ V

Г

Ъ

Т,

т, т,

водственных зданий р относительно отказов на уровне температур, т.е. отказов, приводящих к понижению температуры воздуха в отапливаемых помещениях в, ниже , определяется з а в и с и /м =е1-е^Г,вдю чй№ с л о отказавших элементов, приводящих к снижению вш ниже в,л.

Средняя наработка на отказ представляющая собой среднее значение наработок на отказ, приводящих к снижению температуры воздуха в отапливаемых помещениях вш ниже вы, определяется по зависимости Среднее время восстановления представляющее собой

среднее значение времени восстановления системы отопления зданий до уровня, при котором температура в отапливаемых помещениях станет не

ниже имеет вид

Расчет, требуемого уровня надежности основан на функциональной связи с коэффициентом технического уровня автоматизированной системы

отопления, который определяет вероятность отказа ве-

роятности отказа систем отопления соответственно существующей и нового технического уровня;ку гДе * теплоотдача системой нового тех-

нического уровня при средней величине температуры в, отопительного периода;^,- теплоотдача существующей системой при средней величине температуры отопительного периода.

Показано, что условие реализуемости функциональной, надежности элементов проектируемой или реконструируемой системы отопления зданий, опрг"""""""" их параметров условиям, эксплуата-

ции р (т)&д„, " Функциональные параметры элементов системы

отопления определяются на основе их соответствия условиям эксплуатации и обеспечения требуемой величины Г„,£г<)Т.е.-

где Са- затраты на обеспечение надежности элементов существующей системы отопления зданий; допустимые затраты (потери - ущерб) от отказа элементов системы отопления нового технического уровня;

допустимые затраты в единицу времени от отказа элементов автоматизированной системой отопления;

Учитывая условия эксплуатации системы отопления, которые функционально ограничены временем снижения г внутренней температуры в, в помещении до допустимой величины та, до значения, не приводящего к полному отказу (допускаемому предельному функционированию) определено г, ¿г,,,.

Таким образом, показано, что можно получить значения Т„, , Тт1 кг. Тр для элементов автоматизированной системы отопления на основе требуемого уровня надежности с учетом коэффициента технического уровня, что позволит принять рациональное решение о целесообразности повышения надежности при разработке новых проектных решений с учетом затрат на обеспечение надежности.

Четвертый раздел содержит экспериментальное подтверждение теоретических предположений диссертации на основе применения разработанных методов при практическом проектировании автоматизированной системы управления температурным режимом на требуемом уровне надежности для обеспечения комфортных условий в производственных помещениях.

В разделе сформулированы цель и задачи экспериментального исследования, дана характеристика реального объекта исследования, предложена методика энергоаудита, позволяющая реализовать цель диссертационной работы, проанализированы выявленные в процессе обследования недостатки при эксплуатации и обслуживании теплохозяйства объекта.

По результатам энергоаудита, проведенного в течение отопительного сезона, в одном из помещений производственного корпуса ТулГУ установлен АТП с устройством управления. Целесообразность такого проектного решения была подтверждена с использованием методики, предложенной в диссертационной работе. На основании известной вероятности отказа существующей системы (по данным статистических наблюдений) через коэффициент технического уровня, определенный по рекомендуемой зависимости, установлена вероятность отказа реконструируемой системы. Далее с учетом затрат на обеспечение надежности и затрат от отказов элементов автоматизированной системы отопления были определены с учетом коэффициента технического уровня и необходимости поддержания требуемой температуры внутри производственных помещений среднее время безотказной работы, среднее время восстановления элементов новой автоматизированной системы и коэффициент готовности системы, позволяющий оценить температуру внутри производственного помещения.

Оценка параметрической деградации отдельных отопительных приборов и снижения тепловой устойчивости системы была сделана по результа-

там анализа отклонения температуры обратной воды от значений, определенных по методике, предложенной во втором разделе работы.

Сделанные предположения о необходимости корректировки установок устройства управления были реализованы в автоматизированной системе и повторные расчеты с использованием уточненного коэффициента технического уровня позволили улучшить показатели надежности системы отопления на 27 %.

Расхождение между теоретическими и экспериментальными исследованиями составляет 12 - 14 %.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

В приложении приводятся результаты наблюдений за температурами наружного воздуха, подаваемой и обратной воды, расходом теплоносителя в течение отопительного сезона, текст программы для анализа надежности системы отопления.

Основные результаты.

Основные выводы, научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Разработана структурно-параметрическая модель объекта управления как сложной термодинамической системы для исследования переходных и установившихся процессов, учитывающая чувствительность к изменениям параметров элементов.

2. Установлены критерии определения вариантов управления тепло -энергетическими потоками на основе исследования обобщенной математической модели отопительной системы производственных зданий с учетом требуемого уровня ее эффективности, обеспечивающих максимальное использование энергетических возможностей системы.

3. Определены зависимости для расчета уровня надежности отопительной системы зданий производственного назначения на основе функциональной связи с коэффициентом ее технического уровня и показатели надежности, определяющие: вероятность безотказной работы, время безотказной работы, интенсивность отказов, коэффициент готовности, среднее время наработки на отказ, время восстановления, вероятность безотказной работы с учетом восстанавливаемости элементов системы.

4. Получены условия реализуемости надежности системы отопления, определяемые в комплексе свойствами и условиями работы конструкционных материалов элементов отопительной системы зданий производственного назначения и, соответственно, их функциональных параметров условиям эксплуатации, обеспечивающие требуемый микроклимат в производственном помещении.

5. Разработана математическая модель параметрических отказов, учитывающая структуру системы отопления производственных зданий, исследование которой позволяет моделировать функционирование элементов системы, регламентировать периодичность и время их восстановления и определять изменение теплоотдачи системы отопления в процессе управления параметрами теплоносителя.

20 »120 2|

6. Определена область отказоустойчивости отопительной системы, учитывающая состояние и технические условия эксплуатации системы.

7. Научно-технические результаты работы использованы Тульским государственным университетом и ОГУП «Тулаоблжилкомхоз» при балансировке отопительных систем и в обучающем комплексе по рациональному энергопотреблению при подготовке кадров и повышении квалификации инженерно-технических работников учебно-техническим центром «Энергоэффективность» ТулГУ.

Публикации по теме диссертации

1. Соколова С.С. Оценка надежности элементов систем теплоснабжения. «Электроснабжение, электрооборудование и энергосбережение». Сб. на-учн. трудов. ТулГУ, Тула, 2002, с. 248-256

2. Сушкин В.А., Соколова С.С. Особенности математической модели управления тепловым режимом здания. «Электроснабжение, электрооборудование и энергосбережение». Сб. научн. трудов. ТулГУ, Тула, 2002, с. 287298

3. Сушкин В.Л., Соколова С.С. Оптимизационная модель оценки и управления энергетической эффективности теплового режима здания. «Электроснабжение, электрооборудование и энергосбережение». Сб. научн. трудов. ТулГУ, Тула, 2002, с. 298-303

4. Соколова С.С, Чесноков С.А. Тестирование кинетики горения углеводородных топлив. «Известия ТулГУ. Серия Материаловедение». ТулГУ, Тула, 2002, с. 154-156

5. Соколова С.С. Основные направления оптимизации теплоэнергетических систем зданий и их развитие. «Известия ТулГУ. Серия Материаловедение», ТулГУ, Тула, 2003, с. 163-166

6. Соколова С.С. Моделирование переходных и установившихся процессов в системах отопления // Приборы и управление. Вып. 2, - Тула: ТулГУ, 2004.-с. 71-74

7. Соколова С.С. Использование функции чувствительности для оценки параметрических изменений в отопительных системах // Приборы и управление. Вып. 2, -Тула: ТулГУ, 2004. - с. 77-79.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97 . Подписано в печать 0£.0Ч Формат бумаги 60х84'/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. НА. Уч.-иэя-.л. ¿,0. Тираж ¿00 экз. Заказ ¿/1?

Тульский государственный университет. 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г. Тула, ул. Болдина, 151.

Введение.

1. Современное состояние проблемы обеспечения эффективности автоматизированных систем управления температурным режимом производственных зданий.

1.1. Автоматизированная система водяного отопления производственных зданий как объект исследования.

1.2. Режим работы и факторы, влияющие на эффективность и щ надежность системы отопления производственных помещений.

1.3. Управление параметрами системы как способ повышения эффективности.

1.4. Методы оценки надежности, постановка задачи исследования.

1.5. Выводы.

2. Математическое моделирование системы водяного отопления.

2.1. Модель системы водяного отопления как объекта управления.

2.1.1. Анализ процессов в отопительном приборе системы водяного отопления.

2.1.2. Анализ переходных процессов и установившегося режима в последовательности отопительных приборов.

2.1.3. Анализ процессов конвективного теплообмена при движении теплоносителя в системе водяного отопления.

2.1.4. Анализ системы водяного отопления как инерционного объекта

2.2. Влияние изменения параметров теплоносителя на теплоотдачу системы водяного отопления.

2.3. Влияние отклонения параметров элементов на надежность системы водяного отопления.

2.4. Выводы.

3. Анализ надежности автоматизированной системы управления температурным режимом производственных зданий.

3.1. Внезапные отказы элементов системы водяного отопления.

3.2. Математическая модель отказов как системы с восстановлением элементов.

3.3. Выводы.

4. Экспериментальные исследования.

4.1. Цель и задачи исследования.

Ф 4.2. Объект исследования.

4.2.1. Состав потребителей тепловой энергии объектов ТулГУ от котельной квартала 155.

4.2.2. Характеристика котельной и потребителя.

4.3. Методика проведения энергоаудита системы водяного отопления.

4.3.1. Приборные средства измерения.

4.3.2. Методика проведения инструментальных замеров.

4.3.3. Проведение энргоаудита на объектах ТулГУ.

4.4. Состав элементов автоматизированного теплового пункта.

4.5. Анализ работы автоматизированного пункта в течение отопительного сезона (ноябрь-март 2003-2004).

4.6. Имитационное моделирование отказов в системе водяного отопления.

4.6.1. Программа оценки надежности системы отопления.

4.6.2. Инструкция пользователя.

4.7. Выводы.

Актуальность работы. В производственных зданиях необходимо поддерживать нормативные условия микроклимата, что способствует снижению числа заболеваний работников предприятий, улучшению их самочувствия, повышению производительности труда и качества продукции.

Фактором, в наибольшей степени определяющим комфортность условий труда, является температура воздуха в производственных помещениях. Необходимо отметить, что недостаточно отапливаемые здания быстрее разрушаются вследствие нарушения температурно-влажностного режима эксплуатации их конструкций. Технологические процессы получения и хранения ряда продуктов, изделий и веществ также требуют строгого поддержания заданной температуры помещений.

Требования к диапазону изменения температуры воздуха в производственных помещениях определяются нормативными документами. В аварийных ситуациях (прекращение циркуляции теплоносителя в системе и перевод потребителей на лимитированное отопление) допустимо кратковременное снижение температуры в помещениях промпредприятий ниже требуемой. Здание и система отопления в такой ситуации начинают остывать, но благодаря их теп-лоаккумулирующей способности этот процесс протекает инерционно. В задачу организации поддержания требуемой температуры входит обеспечение таких технических характеристик системы, которые не позволяют опуститься температуре внутри помещений ниже заданного предела на время восстановительных работ и снизить вероятностные характеристики отказов.

Анализ отечественной научной и технической литературы показывает, что количественная оценка надежности и поиск экономически более целесообразного уровня надежности таких систем на этапе технико-экономического обоснования и стадии проектирования в комплексе не производился.

В связи с вышеизложенным появляется необходимость в разработке комплексной методики расчета показателей эффективности поддержания требуемой температуры в производственных помещениях, позволяющей на этапе проектирования сравнить различные инженерные решения с учетом условий эксплуатации. Разработка методов оценки надежности таких систем на промышленных предприятиях для повышения эффективности их работы является актуальной научной задачей.

Объектом исследования диссертационной работы является система управления температурным режимом в производственных зданиях, обеспечивающая нормативные показатели микроклимата в их помещениях, включающая объект управления и устройство управления.

Предметом исследования являются характеристики системы, определяющие в комплексе ее эффективность и влияние на поддержание заданных температурных режимов в производственных помещениях в зависимости от изменения параметров ее отдельных элементов.

Цель работы - повышение эффективности систем управления температурным режимом производственных зданий при долговременной эксплуатации в условиях нестабильности внешних воздействий.

В соответствии с поставленной целью автором решены следующие задачи:

1. Выделены основные элементы структуры автоматизированной системы управления температурным режимом в производственном здании, исследованы особенности системы как объекта управления и исследованы факторы, определяющие эффективность системы.

2. Разработана модель переходных и установившихся процессов, обеспечивающая исследование системы как объекта управления.

3. Определены изменения параметров, влияющие на возникновение отказов в системе.

4. Проведена комплексная оценка надежности автоматизированной системы при отказах и восстановлениях ее элементов.

5. Разработана методика оценки уровня и показателей надежности автоматизированной системы, обеспечивающая требуемую температуру в производственных помещениях.

6. Определены зависимости для расчета уровня и показателей надежности.

7. Проведено экспериментальное исследование, подтверждающее эффективность комплексной оценки системы с учетом требуемого уровня надежности.

Методы исследования. В работе используются методы теории управления, теории функций чувствительности, имитационное моделирование, методы теории вероятностей и математической статистики, вычислительный и производственный эксперименты.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Сформирована структурно-параметрическая модель объекта управления как термодинамической системы, состоящей из множества отопительных приборов и трубопроводов с перемещающимся по ним теплоносителем, рассматриваемым как макротело, выделенное из жидкости с помощью реальных границ.

2. Получены обобщенные зависимости для исследования переходных и установившихся процессов в системе при комплексной оценке ее эффективности и чувствительности к изменениям параметров элементов.

3. Установлены критерии определения вариантов управления теплоэнергетическими потоками обеспечивающие рациональное использование их энергетических возможностей.

4. Установлена область отказоустойчивости системы, учитывающая состояния, удовлетворяющие техническим условиям эксплуатации.

5. Определено влияние уровня надежности на формирования рациональной структуры системы управления температурным режимом в производственном здании.

6. Разработан алгоритм управления системой, обеспечивающий требуемый уровень ее эффективности.

Практическая ценность работы заключается в применении комплексной методики оценки формирования управления параметрами теплоносителя для обеспечения требуемого уровня эффективности системы.

Реализация результатов диссертационной работы. Разработанная комплексная методика оценки надежности автоматизированных систем поддержания заданной температуры с учетом требуемого уровня надежности, обеспечивающая повышение эффективности функционирования при долговременной эксплуатации в условиях нестабильности внешних воздействий и алгоритм управления отопительной системой производственных зданий, учитывающий требуемый уровень надежности, использовались Тульским государственным университетом и ОГУП «Тулаоблжилкомхоз» при балансировке отопительных систем и в обучающем комплексе по рациональному энергопотреблению при подготовке кадров и повышении квалификации инженерно-технических работников учебно-техническим центром «Энергоэффективность» ТулГУ.

Апробация работы. По диссертации опубликовано 7 статей. Основные положения диссертационной работы и ее отдельные разделы докладывались на следующих конференциях и семинарах: 1. XXXIX международная научно-техническая конференция ААИ (г. Москва, МАМИ, 2002), 2. Седьмая всероссийская научно-техническая конференция (г. Нижний Новгород, 2002), 3. Ежегодные международные научно-технические конференции «Энергосбережение - 2000, 2001, 2002)» (г. Тула, 2000- 2002 г.г.).

4.7. Выводы

1. Предложена методика экспериментальных исследований эффективности системы водяного отопления.

2. Энергоаудит, проведенный по этой методике показал, что в производственных помещениях, расположенных в подвалах и на 1 этаже 2-го учебного корпуса имеет место несоблюдение требуемого санитарно-гигиенического режима по температуре внутреннего воздуха (табл. 4). Причины снижения температуры подробно проанализированы в разделе 4.3.3., даны рекомендации по снижению теплопотерь через ограждающие конструкции и по техническому переоборудованию системы отопления.

3. Эксплуатация автоматизированной системы отопления с управлением по температурам вн и в0 дает возможность для получения информации о вероятном снижении надежности системы, необходимую для разработки мероприятий по повышению эффективности ее функционирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Необходимость рассмотрения факторов, влияющих на эффективность системы отопления, возникает на стадии проектирования. К сожалению, при разработке проектов систем отопления не учитываются вопросы надежности проектируемой системы, не определяется уровень надежности проектируемой или реконструируемой системы, не рассматриваются перспективы повышения надежности при разработке новых проектных решений, не оцени* ваются с точки зрения надежности функционирования различные варианты управлениясистемой, не рассчитываются показатели надежности: вероятное время наработки до отказа, время восстановления ремонтируемой системы отопления.

Для устранения этих недостатков на стадии проектирования необходимо производить:

- предварительный анализ надежности (анализ процессов в отопительных приборах, влияние параметров теплоносителя, теплообмен с окружающей средой, инерционность, управление и надежность, параметрические отказы); Щ

- сравнение уровня надежности проектируемого варианта системы с уровнем надежности существующего;

- учет перспективы повышения надежности;

- выбор рационального варианта схемы системы водяного отопления, системы управления и режимов ее функционирования; расчет времени восстановительных работ для сохранения эффективности функционирования.

Существует также необходимость в рассмотрении вопросов, связанных ^ с надежностью на стадии изготовленияи и реализации систем отопления. Для устранения связанных с этим недостатков необходимо предусматривать:

- выбор аппаратуры, способной реализовать эффективность функционирования;

- обеспечение конструктивной надежности и режимов эксплуатации;

- возможность аудита и ремонта.

На стадии эксплуатации при рассмотрении вопросов, связанных с надежностью системы, должны быть обеспечены:

- соответствующая квалификация обслуживающего персонала;

- контроль и анализ текущей информации об изменении параметров системы;

- квалифицированное восстановление в случае обнаружения неисправностей.

Диссертационная работа является законченным трудом, в котором на основе исследования разработанной обобщенной математической модели переходных процессов в отопительной системе зданий производственного назначения установлены зависимости для определения вариантов управления теплоэнергетическими потоками, соответствующих требуемому уровню ее надежности для максимального использования энергетических возможностей и повышения эффективности функционирования системы при долговременной эксплуатации в условиях нестабильности внешних воздействий.

В целом по диссертационной работе можно сформулировать следующие основные выводы и результаты:

1. Разработана структурно-параметрическая модель объекта управления как сложной термодинамической системы для исследования переходных и установившихся процессов, учитывающая чувствительность к изменениям параметров элементов.

2. Установлены критерии определения вариантов управления теплоэнергетическими потоками на основе исследования обобщенной математической модели отопительной системы производственных зданий с учетом требуемого уровня ее эффективности, обеспечивающих максимальное использование энергетических возможностей системы.

3. Определены зависимости для расчета уровня надежности отопительной системы зданий производственного назначения на основе функциональной связи с коэффициентом ее технического уровня, и, показатели надежности, определяющие: вероятность безотказной работы, время безотказной работы, интенсивность отказов, коэффициент готовности, среднее время наработки на отказ, время восстановления, вероятность безотказной работы с учетом восстанавливаемости.

4. Получены условия реализуемости надежности, определяемые в комплексе свойствами и условиями работы конструкционных материалов элементов отопительной системы зданий производственного назначения и соответственно их функциональных параметров условиям эксплуатации, обеспечивающие требуемый микроклимат в производственном помещении.

5. Разработана математическая модель параметрических отказов, учитывающая структуру системы отопления производственных зданий, исследование которой позволяет моделировать функционирование элементов системы, регламентировать периодичность и время их восстановления, и, определять изменение теплоотдачи системы отопления в процессе управления параметрами теплоносителя.

6. Определена область отказоустойчивости отопительной системы, учитывающая состояние и технические условия эксплуатации системы.

7. Научно-технические результаты работы использованы Тульским государственным университетом и ОГУП «Тулаоблжилкомхоз» при балансировке отопительных систем и в обучающем комплексе по рациональному энергопотреблению при подготовке кадров и повышении квалификации инженерно-технических работников учебно-техническим центром «Энергоэффективность» ТулГУ.

1. Альбертинский Л.И. О надежности теплоснабжения г.Москвы / Л.И.Альбертинский, В.М.Литовских, А.В.Новиков // Энергетик. 1993. -№ 3. - С.5-7.

2. Базовский И. Надежность: теория и практика / И.Базовский. М.: Мир, 1965.-373с.

3. Белинкий Е.А. Рациональные системы водяного отопления /Е.А.Белинкий.- Л.: Госстройиздат, 1963. 210с. Богословский В.Н. Отопление: Учебник для вузов / В.Н.Богословский,

4. A.Н.Сканави. -М.: Стройиздат, 1991. 735с.

5. Богословский В.Н. Строительная теплофизика / В.Н.Богословский. -М.: Высшая школа, 1970. 570с.

6. Булатов В.П. Методы погружения в задачах оптимизации /

7. B.П.Булатов. Новосибирск, 1977. - 161с.

8. Вагнер Г. Основные исследования операций / Г.Вагнер. М.: Мир, 1972-1973.-Т.1-3.

9. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Е.С.Вентцель. М.: Наука, 1969. - 376с.

10. Воронов А. А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость / А.А.Воронов. М.: Наука, 1979. - 336с.

11. Выбор структуры тепловых схем ТЭЦ с учетом критериев надежности / Г.М.Мыц, И.Д.Соболь, В.А.Кацовский и др. // Энергетика и электрификация: Научно-произв. сб. 1975. - №1. - С.30-32.

12. Гнеденко Б.В. Математические методы в теории надежности / Б.В.Гнеденко, Ю.К.Беляев , А.Д.Соловьев. -М.: Наука, 1965. 534с.

13. Горомосов М.С. Микроклимат жилищ и его гигиеническое нормирование / М.С.Горомосов. М.: Медгиз, 1983. - 220 с.

14. Грачев Ю.Г. О практической методике количественной оценки надежности тепловых сетей при их проектировании и в условиях эксплуатации / Ю.Г.Грачев, А.В.Гришкова, Б.М.Красовский // Теплоэнергетика. -1999. №2. - С.76-77.

15. Громов Н.К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей / Н.К.Громов. М.: Энергия, 1979.

16. Грудзинский М.М. Отопительно-вентиляционные системы зданий повышенной этажности / М.М.Грудзинский, В.И.Ливчак, М.Я.Поз. М.: Стройиздат, 1982.

17. Гутман С.Н. Выбор котлов ТЭЦ при помощи критериев надежности / С.Н.Гутман, И.Д.Соболь // Электрические станции. 1975. - №11. -С.16-22.

18. Дмитриев В.В. Основные вопросы теплофикации городов /

19. B.В.Дмитриев. M.-JI., 1933. - 352с.

20. Емеличев В.А. Метод построения последовательности планов для решения задач дискретной оптимизации / В.А.Емеличев, В.И.Комлик. -М., 1981.-208с.

21. Жаворонков Н.М. Гидравлические основы скруберного процесса и теплопередача в скруубберах / Н.М.Жаворонков. М., 1944. - 224с.

22. Журина В.И. Оценка схем теплоснабжения с учетом рыночных отношений / В.И.Журина, В.Ф.Галушко // Теплоэнергетика. 1992. - №11.1. C.25-28.

23. Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационныхсистем / Н.М.Зингер. М., 1977. - 335с.

24. Иванов Ю.Н. К вопросу оценки надежности технологических схем котельных Ю.Н.Иванов, С.В.Чумакова // Изв. вузов СССР. Энергетика. -1982. №5. - С.57-61.

25. Илюхин К.Н. Разработка методов оценки технического состояния оборудования системы теплоснабжения.: Автореф. дис. . канд. техн. наук / К.Н.Илюхин. Тюмень, 2001. - 23с.

26. Ионин А.А. Критерии для оценки и расчета надежности тепловых се-fck тей / А.А.Ионин // Водоснабжение и санитарная техника. 1979. - №12.- С.9-10.

27. Ионин А.А. Надежность систем тепловых сетей / А.А.Ионин. М.: Стройиздат, 1989. -268с.

28. Ионин А.А. Надежность систем тепловых сетей / А.А.Ионин. М.: Стройиздат, 1989. - 266с.

29. Исаченко В.П.Теплопередача: Учебник для вузов / В.П.Исаченко. М.: Энергоиздат, 1981. -416с.

30. Исследование систем теплоснабжения / Л.С.Попырин, К.С.Светлов, Г.М.Беляева, и др. М.: Наука, 1989. - 215с.

31. К количественной оценке надежности производственно-отопительных котельных / Черкесов Г.Н., Сомов В.В., Жуковский В.В. и др. // Изв. вузов СССР. Энергетика. 1987. - №3. - С.83-87.

32. Ковылянский Я.А. Практическая методика количественной оценки надежности тепловых сетей при их проектировании и в условиях эксплуатации / Я.А.Ковылянский, Н.Н.Старостенко // Теплоэнергетика. 1997. -№5. - С.30-33.

33. Константинова В.Е. Надежность систем центрального водяного отопления в зданиях повышенной этажности / В.Е.Константинова. М.: Стройиздат, 1976. - 183с.

34. Копьев С.Ф. Теплофикация / С.Ф.Копьев. М. - J1., 1940. - 280с.

35. Красовский Б.М. Классификация отказов при оценке надежности теплоснабжения / Б.М.Красовский, Г.В.Монахов // Теплофикационные системы. М.,1984. - С.106-114.

36. Красовский Б.М. Результаты обследования отказов тепловых сетей / Б.М.Красовский, С.Е.Бессолицын // Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений: Сб. науч. тр. Пермь: ГОТУ, 1999. С.47-49.

37. Кучев В.А. Влияние продолжительности восстановления теплоснабжения на вероятность безотказной работы / В.А.Кучев // Совершенствовать ние проектных решений систем централизованного теплоснабжения.1. М., 1983. С.128-136.

38. Ларкин Е.В. Многопараметрическая модель отказов / Е.В.Ларкин // Проблемы специального машиностроения. Тула, 2003. - Вып.6, т.2. -С.283-387.

39. Ларкин Е.В. Об одном подходе к моделированию параметрических отказов / Е.В.Ларкин // Проблемы специального машиностроения. Тула, 2003. - Вып.6,.т.2. -С.387-391.

40. Ливчак В.И. О температурном графике отпуска тепла для систем ото-^ пления жилых зданий / В.И.Ливчак // Водоснабжение и санитарная техника,- 1973. №12. - С.5-6.

41. Максимов Т.Ф. Тепловые водяные сети в генплане теплофикации г.Москвы / Т.Ф.Максимов, Л.Д.Берман, А.Ф.Почуев // Изв.ВТИ. 1934. - №10. - С.9-22.

42. Математическое моделирование и оптимизация систем тепло-, водо-, нефте- и газоснабжения / А.П.Меренков, Е.В.Сеннова, С.В.Сумароков и др. Новосибирск: Наука, - 1992. - 407с.

43. Материалы Международного форума по проблемам проектирования и монтажа систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения. М., 2003.

44. Махов JI.M. Использование гидравлического разделителя при децентрализованном теплоснабжении здания / Л.М.Махов // АВОК. 2000. -№4. - С.60-64.

45. Мачинский В. Д. Теплотехнические основы строительства / В.Д.Мачинский. -М.: Стройиздат, 1949.

46. Мелентьев Л.А. Теплофикация. 4.1-2 / Л.А.Мелентьев. М., 1947.

47. Меренков А.П. Теория гидравлических цепей / А.П.Меренков, В.А.Хасилев. М., 1985. - 287с.

48. Меренков А.П. Теория гидравлических цепей / А.П.Меренков, В.Я.Хасилев. М.: Наука, 1985. - 279с.

49. Меренков Н.Н. Математические модели для оптимизации структуры трубопроводных систем / Н.Н.Меренков // Вопр. прикладной математи-ки.-Иркутск, 1977,-С.145-158.

50. Меренков Н.Н. Схемно-структурная оптимизация систем централизованного теплоснабжения / Н.Н.Меренков, Е.В.Сеннов, В.А.Стенников // Электронное моделирование. 1982. - №6. - С.76-81.

51. Методика определения надежности верхнего иерархического уровня систем теплоснабжения / Попырин Л.С., Светлов К.С., Середа О.Д., Столярова И.А. // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1988. - №3.- С.30-38.

52. Методы и алгоритмы расчета тепловых сетей / В.Я.Хасилев, А.П.Меренков, Б.М.Каганович и др. М., 1978. - 176с.

53. Монахов Г.В. Количественная оценка надежности систем теплоснабжения / Г.В.Монахов, Б.М.Красовский // Системы централизованного теплоснабжения. -М., 1985. С.151-166.

54. Монахов Г.В. Количественная оценка надежности существующих и перспективных систем теплоснабжения / Г.В.Монахов , Б.М.Красовский // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1988. - №3. - С.23-27.

55. Надежность систем энергетики. Терминология: Сб. рекомендуемых терминов. М: Наука, 1980.

56. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник / В.И.Манюк, Я.И.Каплинский, Э.Б.Хиж и др. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Стройиздат, 1988. -432с.: ил.

57. Некрасова О.А. Оптимальное дерево трубопроводной системы / О.А.Некрасова, В.Я.Хасилев // Экономика и мат. методы. 1970. - Т.4, №3. - С.427-432.

58. Новоселов Ю.Б. О целесообразности и эффективности строительства автономных электростанций на нефтяных месторождениях / Ю.Б.Новоселов, В.П.Фрайштетер // Промышленная энергетика. 1998. -№11. - С.4-14.

59. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. -М.,1981. 130с.

60. Об автоматизированных системах программ для расчета гидравлических режимов трубопроводных сетей / А.Л.Меренков, К.С.Светлов, М.К.Такайшвили, В.Я.Хасилев // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1973. -№3. - С.126-131.

61. Об эффективности нагруженного резервирования в тепловых сетях / В.Я.Хасилев, Б.М.Каганович, Н.А.Виноградов и др. // Теплоэнергетика. 1974. -№7. - С.66-71.

62. Обзор повреждений тепломеханического оборудования электростан-^ ций с поперечными связями и тепловых сетей за 1988-1998 год. М.:

63. СПО ОРГРЭС (Союзтехэнерго), 1989-1999.

64. Отопление и вентиляция. 4.1. Отопление / П.Н.Каменев,

65. В.Н.Богословский, А.Г.Елизаров и др. М.: Стройиздат, 1965. - 430с.

66. Повышение надежности систем теплоснабжения и отопления гарантия обеспеченности теплового режима зданий // Водоснабжение и сани1. тарная техника. 1979. - № 12. - С.2-3.

67. Повышение эффективности методов расчета и комплексной оптимизации теплоснабжающих систем / А.П.Меренков, Е.В.Сеннова, В.Г.Сидлер и др. // Пятая междунар. конф. по централизованному теплоснабжению. Киев, 1982. - Секция 5, вып.2. - М.Д982. - С.80-95.

68. Подчуфаров Ю.Б. Математические модели автоматических систем. Гидромеханические системы: Учеб. пособие / Ю.Б.Подчуфаров, Г.Б.Кирик, В.М.Андреев. Тула: ТулПИ, 1987. - 96с.

69. Попырин Л. С. Оптимизация структурной надежности ТЭЦ / . Л .С.Попырин, А.Н.Зубец // Изв. РАН. Энергетика. 1994. - №3. - С.2132.

70. Попырин Л.С. Учет надежности теплоснабжения при формировании тарифа на тепловую энергию / Л.С.Попырин, М.Д.Дильман // Водоснабжение и санитарная техника. 1995. - №8. - С.21-23.

71. Пугач Ю.Л. Новые технологии в теплоснабжении / Ю.Л.Путач // Теплоэнергетика: Физ-техн. и экол. проблемы. Новосибирск, 1998. -Вып.2. - С.18-20.

72. Рекомендации по применению стальных и пластмассовых труб в системах отопления, вентиляции, водопровода и канализации A3 1024.

73. Сеннова Е.В. Организационные и экономические проблемы повышеwния надежности теплоснабжения / Е.В.Сеннова, В.А.Стенников,

74. В.В.Мирошниченко // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Иркутск, 1998. - Вып.49, т.1. - С.125-137.

75. Сеннова Е.В. Исследование надежности тепловых сетей / Е.В.Сеннова, В.В.Мирошниченко// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. ~ 1988. -№3. С.38-45.

76. Сеннова Е.В. Исследование надежности теп-ловыхсетей / Е.В.Сеннова, В.В.Мирошниченко // Изв. РАН. Энергетика. 1988. - №3. - С.14-23.

77. Сеннова Е.В. Методические и практические вопросы построения надежных теплоснабжающих систем Е.В.Сеннова, Т.Б.Ощепкова,fe В.В.Мирошниченко // Изв. РАН. Энергетика. 1999. - №4. - С.65-75.

78. Сеннова Е.В. Об оптимальном проектировании развиваемых и реконструируемых теплоснабжающих систем / Е.В.Сеннова, В.А.Стенников // Теплоэнергетика. 1984. - №9. - С.26-30.

79. Сеннова Е.В. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем / Е.В.Сеннова, В.Г.Сидлер. Новосибирск: Наука, 1987. - 222с.

80. Сиваков Е.Р. О выборе мощности ТЭЦ и радиуса теплофикации / Е.Р.Сиваков, Ш.Л.Файнберг // Тепло и сила. 1936. - №12. - С.33-35.

81. Сканави А.Н. Использование бытовых тепловыделений для отопления квартир / А.Н.Сканави, Л.М.Махов // Водоснабжение и санитарная техника. 1979. -№12. - С. 15-17.

82. СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»

83. СНиП 2.04.07-86: Строительные нормы и правила: Тепловые сети: Утв.Гос.строит.ком.России: Срок введения в действие 1.01.1988. М., 1987.-56с.

84. СНиП 2.08.01 89* «Жилые здания»

85. Соболь И.Д. Блочные промышленные котельные большой мощности / И.Д.Соболь // Промышленная энергетика. 1984. - №10. - С.50-51.

86. Соболь И.Д. Оптимизация структуры тепловой схемы промышленных котельных с учетом фактора надежности / И.Д.Соболь, Н.М.Сандлер, Н.Д.Кулешов // Промышленная энергетика. 1983. - №4. - С.37-40.

87. Соболь И.Д. Оценка надежности тепловых схем ТЭЦ при проектировании / И.Д.Соболь, В.А.Кацовский // Электрические станции. 1973. -№6. - С.41-45.

88. Соболь И.М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями / И.М.Соболь, Р.Б.Статников. М.: Наука. - 109с.

89. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети / Е.Я.Соколов. М: Энер-fe гоиздат, 1982.

90. Соколова С.С. Использование функции чувствительности для оценки параметрических изменений в отопительных системах / С.С.Соколова // Приборы и управление. Тула: ТулГУ, 2004. - Вып.2 - С.77-79.

91. Соколова С.С. Моделирование переходных и установившихся процессов в системах отопления / С.С.Соколова // Приборы и управление. -Тула: ТулГУ, 2004. Вып.2 - С.71-74.

92. Соколова С.С. Основные направления оптимизации теплоэнергетических систем зданий и их развитие / С.С.Соколова // Известия ТулГУ. Сер.: Материаловедение. Тула, 2003. - С.163-166.

93. Соколова С.С. Оценка надежности элементов систем теплоснабжения / С.С.Соколова // Электроснабжение, электрооборудование и энергосбережение / Тр. ТулГУ. Тула, 2002. - С.248-256.

94. Сотникова О.А. Разработка методологических основ комплексного анализа и многоцелевой оптимизации систем теплоснабжения: Автореф. дис. . д-ра техн. наук/ О.А.Сотникова. Воронеж, 2000. - 24с.

95. Справочное пособие к СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания» по проектированию систем отопления и вентиляции. М.: ЦНИИЭП инженерного оборудования Госкомархитектуры, 1989. - 14с.

96. Старостин Г.Г. Теплотехническая оценка проектных решений жилых домов / Г.Г.Стростин, Ю.Г.Иващенко, А.В.Степанов // Известия вузов. Строительство. 1997. - №12. - С.77-81.

97. Степанов В.М. Обоснование технологических и конструктивных параметров гидрофицированных крепей на основе обеспечения надежности их работы: Дис. . д-ра. техн. наук / В.М.Степанов. Тула, 1994. - 557с.

98. Сумароков С.В. Построение надежной схемы в общей задаче оптимального проектирования трубопроводных сетей с нагруженным резервированием / С.В.Сумароков, А.В.Храмов // Метод, вопр. исследования больших систем энергетики. 1979. - Вып.12. - С.163-171.

99. Сумароков С.В. Применение метода построения последовательности планов для выбора оптимальной конфигурации трубопроводных сетей / С.В.Сумароков // Электронное моделирование. 1984. - №6. - С.95-97.

100. Сушкин В.А. Оптимизационная модель оценки и управления энергетической эффективности теплового режима здания / В.А.Сушкин, С.С.Соколова // Электроснабжение, электрооборудование и энергосбережение / Тр. ТулГУ. Тула, 2002. - С.298-303

101. Сушкин В.А. Особенности математической модели управления тепловым режимом здания / В.А.Сушкин, С.С.Соколова // Электроснабжение, электрооборудование и энергосбережение / Тр. ТулГУ. Тула, 2002. -С.287-298

102. Табунщиков Ю.А. Расчеты температурного режима помещения и требуемой мощности для его отопления или охлаждения / Ю.А.Табунщиков. -М.: Стройиздат, 1981.

103. Такайшвили М.К., Об основах методики расчета и резервирования тепловых сетей / М.К. Такайшвили, В.Я.Хасилев // Теплоэнергетика. 1972 -№4. - С. 14-19.

104. Туркин В.П. Надежность систем отопления // Водоснабжение и санитарная техника / В.П.Туркин, Л.С.Имханицкий. 1979. - №312 -С.21-22.

105. Туркин В.П. Отопление жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий / В.П.Туркин. Челябинск: Южно-Уральское кн. изд-во, 1970.-290с.

106. Фель Ю.И. Расчет надежности тепловых схем ТЭЦ / Ю.И.Фель, М.Н.Фомичев, И.В.Шерстобитов // Изв. вузов СССР. Энергетика. 1977. - №2. - С.73-78.

107. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учебник для вузов /

108. B.И.Феодосьев. М.: Наука, 1986. - 512с.

109. Хасилев В.Я. Анализ конфигурации несимметричных тепловых сетей и его применение к выбору мощности систем централизованного теплоснабжения / В.Я.Хасилев // Изв. АН СССР. Отд. техн. наук. 1945. -№10-11.-С.105-114.

110. Хасилев В.Я. Математические методы при проектировании и эксплуатации трубопроводных систем / В.Я.Хасилев // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1971. - № 3. - С. 12-23.

111. Хасилев В.Я. О применении математических методов при проектировании и эксплуатации трубопроводных систем / В.Я.Хасилев // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1971. - №2. - С. 18-27.

112. Хрилев JI.C. Оптимизация систем теплофикации и централизованного теплоснабжения / Л.С.Хрилев, И.А.Смирнов. М., 1978. - 264с.

113. ИЗ. Чумакова С.В. Вопросы надежности тепловых схем котельных

114. C.В.Чумакова // Промышленная энергетика. 1979. - №7. - С.45-47.

115. Чумакова С.В. Оценка надежности котельных при проектировании С.В.Чумакова // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1988. - №3. -С.53-59.

116. Шкловер A.M. Температурный режим помещений и определение теп-лопотерь / А.М.Шкловер // Водоснабжение и санитарная техника. -1965. -№5. С.4-7.

117. Шмырев Е.М. Некоторые аспекты энергосбережения в системах централизованного теплоснабжения / Е.М.Шмырев, Л.Д.Сатанов // Энергетик. -1998. №6.

118. Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности / Я.Б.Шор. М.: Советское радио, 1962. - 552с.

119. Шпербер X. Постановление о тепловой защите зданий. Новый подход к вопросу о техническом оборудовании зданий / Х.Шпербер. -Бонн: Изд-во Союза немецких инженеров, 1996.

120. Якимов Л.К. Предельный радиус действия теплофикации / Л.К.Якимов // Тепло и сила. 1931. -№9. - С.8-10.

121. Якуб Б.М. Теплоэлектроцентрали / Б.М.Якуб. М.-Л., 1933. - 394с.121. 17th Congress of the World Energy council. WG 3. SP. 3.2. Base-load gas turbine and combined cycle plant availability statistics report 1998.

122. North American Electric Reliability Council. Generating Availability Report 1989-1993. June 1994.

123. North American Electric Reliability Council. Generating Availability Report 1993-1997. October 1998.